Gli scienziati di NUST MISIS hanno sviluppato compositi che conducono il calore molte volte meglio delle loro controparti e sono persino soggetti a lavorazioni semplici ed economiche. Utilizzando la tecnologia appena ottenuta nell'elettronica moderna, è possibile risolvere il problema del surriscaldamento del PCB. I risultati della ricerca sono stati pubblicati nel Giornale di leghe e composti .

L'elettronica può surriscaldarsi, congelamento, riavvio automatico, eccetera., ma questa è solo la parte visibile del problema. Con un surriscaldamento regolare, un dispositivo si degrada semplicemente poiché le temperature elevate sono sempre pericolose per i suoi componenti interni. Spesso, il surriscaldamento si manifesta con regolari "blocchi" dopo l'avvio del gadget, o peggio, da una schermata blu o da un arresto imprevisto. I processori di computer e smartphone e le schede video sono i più sensibili agli aumenti di temperatura, poiché le alte temperature riducono il tempo del loro funzionamento stabile. Sebbene i dispositivi moderni si spengano automaticamente quando viene raggiunta una temperatura critica, un aumento più normale della temperatura porta a errori del processore e persino alla rottura del chip.

Risolvere questo problema, Gli scienziati di NUST MISIS hanno proposto un metodo universale per produrre a basso costo, compositi leggeri con elevata conducibilità termica e profonde proprietà meccaniche.

"Un materiale che conduce bene il calore e non conduce corrente elettrica e quindi ha una base polimerica, è potenzialmente più economico dei comuni analoghi nel ciclo di produzione e lavorazione, quindi questo è diventato il nostro scopo, " ha detto Dmitry Muratov, uno degli autori dello studio, e ricercatore senior presso il Dipartimento NUST MISIS per nanosistemi funzionali e materiali ad alta temperatura.

Secondo Muratov, il composito ottenuto è molto promettente per la sostituzione di materiali stratificati rinforzati in circuiti stampati o in piccoli casi di elettronica dove c'è una notevole generazione di calore (ad esempio, lampade a diodi).

La tecnologia implementata presso NUST MISIS implica che il polietilene ad alta densità sia utilizzato come base polimerica, e nitruro di boro esagonale come riempitivo del materiale. Il team di ricerca ha sviluppato una combinazione ottimale di modalità di lavorazione per garantire le proprietà desiderate del riempitivo.

"Di conseguenza, abbiamo ottenuto risultati positivi. Il lavoro dimostra la forza del composito a base di polietilene e nitruro di boro nella quantità di 24 MPa, e la sua conducibilità termica è diventata almeno due o tre volte superiore a quella della fibra di vetro, che viene utilizzato nei dispositivi analogici, ", ha detto Dmitry Muratov.

Muratov ritiene che il materiale possa sostituire efficacemente la fibra di vetro nell'elettronica moderna perché non presenta gli svantaggi corrispondenti delle resine epossidiche tossiche nella composizione. Oltre al fatto che il composito rimuove il calore nella misura desiderata, circa 1W/m*K, è anche facile da riciclare.

"Il vantaggio economico dei nostri materiali è dovuto alla facilità di utilizzo, mentre la fibra di vetro è estremamente difficile da lavorare perché il suo polimero è costituito da plastiche reattive (resine epossidiche) che non possono essere riutilizzate dopo l'indurimento, " disse Muratov.

Attualmente, gli scienziati stanno collaborando con l'Università del Nebraska-Lincoln (USA) alla sintesi di materiali bidimensionali e allo studio delle loro proprietà. Stanno cercando un modo per aumentare drasticamente la conduttività termica dei compositi utilizzando materiali in cui tassi elevati sono stati teoricamente giustificati.