La ricerca dell'Institute for Frontier Materials di Deakin potrebbe portare allo sviluppo di computer più veloci e superare alcuni dei problemi di sicurezza causati dal surriscaldamento dei dispositivi elettronici come le batterie.

Fin dal loro inizio, computer e dispositivi elettronici sono diventati sempre più veloci, e sempre più piccolo. Però, se il calore rilasciato da piccoli dispositivi come telefoni cellulari e iPad non può essere dissipato efficacemente, possono surriscaldarsi, con conseguente scarso rendimento, fallimento o, in casi estremi, esplosione.

Le attuali tecniche di dissipazione del calore includono diffusori di calore e dissipatori di calore realizzati con metalli conduttori di elettricità come argento, alluminio e rame. L'isolamento elettrico è importante anche per prevenire cortocircuiti quando i diffusori di calore vengono utilizzati direttamente sotto lo strato attivo in sottili, dispositivi elettronici basati su pellicola come processori per computer superveloci.

Ora, un team di ricercatori di nanotecnologia dell'Institute for Frontier Materials della Deakin University ha prodotto il primo nitruro di boro (BN) sfuso con elevata conduttività termica, che potrebbero potenzialmente sostituire le attuali tecniche di dissipazione del calore, consentire lo sviluppo di dispositivi ancora più piccoli e rendere i nostri telefoni cellulari e computer più freschi e sicuri.

"Negli ultimi decenni, la miniaturizzazione dei circuiti elettrici in dispositivi di fascia alta, come i server di nuova generazione, è stato ostacolato dalla sfida tecnica della dissipazione del calore, che ha limitato ulteriori riduzioni delle dimensioni e lo sviluppo di processori più veloci, " ha spiegato Alfred Deakin Professor Ying (Ian) Chen, Cattedra di Nanotecnologia presso Deakin.

"Questi nuovi materiali BN hanno una conduttività termica senza precedenti in tutte le direzioni e potrebbero avere un impatto significativo sulle attuali tecniche di dissipazione del calore che limitano l'ulteriore sviluppo di computer più veloci e portano a problemi di sicurezza in molti dispositivi elettronici come le batterie".

Il professor Chen ha affermato che il nitruro di boro esagonale ha attirato un crescente interesse come materiale alternativo per diffusori di calore e dissipatori di calore grazie alla sua elevata conduttività termica e alle proprietà di isolamento elettrico.

"Però, c'erano degli svantaggi nell'usare il materiale, il principale è che a causa della sua conduttività termica irregolare in diverse direzioni, il calore non può essere trasferito dai punti caldi che attraversano verticalmente le pellicole BN convenzionali, " ha spiegato il professor Chen.

"Anziché, calore diffuso lungo il film, che non è efficiente."

Il professor Chen e i ricercatori dell'IFM Dr. Srikanth Mateti, Il dottor Jiangting Wang, Il dottor Luhua Li e il professor Peter Hodgson, e collaboratori internazionali dell'Università di Wenzhou, Cina, e Clemson University, STATI UNITI D'AMERICA, ha sviluppato un nuovo processo in grado di produrre granuli BN sfusi da nanofogli BN utilizzando una tecnica Spark Plasma Sintering (SPS) per trasformare il nitruro di boro in polvere in una massa solida con una struttura speciale.

"Questi pellet BN hanno un'eccellente conduttività termica e un'elevata efficienza di dissipazione del calore in tre direzioni, che li rende un dissipatore di calore ideale o un dissipatore di calore isolante grazie all'efficiente dissipazione del calore dai punti caldi sia in direzione perpendicolare che laterale. Inoltre, i pellet sono elettricamente isolanti e più sicuri della maggior parte dei materiali metallici, in modo che possano essere posizionati il ​​più vicino possibile ai dispositivi caldi senza causare danni", ha affermato il professor Chen.

I risultati del team sono stati brevettati e pubblicati sulla rivista ad alto impatto Materiali funzionali avanzati .