Ученые из Северо-Восточного университета США представили инновационный пластик-керамический композит, способный эффективно отводить тепло от электронных устройств. Новая разработка может радикально изменить способы охлаждения электроники — от смартфонов до радарных систем и электромобилей. Об этом сообщает Northeastern University (NU).
«Управление теплом — серьезная проблема для мощной электроники. Когда устройства перегреваются, их приходится замедлять или отключать, — объяснил руководитель проекта профессор Рэндалл Эрб. — Это приемлемо для телефона, но недопустимо для систем, от которых зависит безопасность, например, радаров».
Команда объединила керамику, полимеры и специальные добавки в 3D-печатаемый композит с уникальной внутренней структурой. Обычно пластик плохо проводит тепло, но ученым удалось добиться высокой теплопроводности, превзошедшей даже нержавеющую сталь, при этом материал оказался в четыре раза легче.
Ключ к успеху — точная организация структуры материала на всех уровнях, от молекул до готовой детали. Сначала при 3D-печати керамические частицы размещаются в определенном порядке, а затем при нагреве между ними вырастают мостики из кристаллического полимера. В результате получается сеть, по которой тепло распространяется значительно быстрее, чем в обычных полимерах.
В отличие от металлов, материал не проводит электрический ток и не блокирует радиосигналы, что делает его особенно полезным для устройств 5G, радаров и любых чувствительных электронных компонентов. Он способен эффективно отводить тепло, не вызывая коротких замыканий и не создавая помех.
Потенциальные области применения — не только телефоны и военные системы. Исследователи отмечают, что дата-центры страдают от перегрева, а аккумуляторы электромобилей могут возгораться при повышении температуры. Новый композит может стать частью решений для этих проблем — например, улучшить теплоотвод между батареями или чипами и системами охлаждения.
Ранее впервые был создан материал на основе антимагнитов.
