Un gruppo di ricerca guidato dal Dr. Sun Rong e dal Dr. Zeng Xiaoliang degli Istituti di tecnologia avanzata di Shenzhen (SIAT) dell'Accademia cinese delle scienze, in collaborazione con il Prof. Xu Jianbin della Chinese University of Hong Kong, sviluppato un nuovo materiale per la gestione termica, che era leggero e meccanicamente resistente, e potrebbe trasferire rapidamente il calore.

Secondo lo studio pubblicato su Materiali e interfacce applicati ACS , uno scheletro direzionale 3D è stato fabbricato tramite un approccio di assemblaggio, essiccazione e sinterizzazione modellato sul ghiaccio.

L'elevata densità di potenza nell'elettronica rappresenta una sfida crescente per la dissipazione del calore. L'alto contenuto di riempitivo potrebbe migliorare la conduttività termica, tuttavia portano inevitabilmente a costi elevati e al deterioramento delle proprietà meccaniche. Così, è ancora una sfida ottenere un miglioramento soddisfacente della conduttività termica con proprietà meccaniche ragionevoli.

I ricercatori hanno presentato un nuovo approccio per costruire uno scheletro ibrido interconnesso e allineato di nitruro di boro (BN)-carburo di silicio (SiC) mediante la combinazione di assemblaggio modellato in ghiaccio e sinterizzazione ad alta temperatura, e quindi preparare i compositi 3-D BN-SiC/polidimetilsilossano.

Questo scheletro in BN-SiC modellato in ghiaccio e sinterizzato si è dimostrato un riempitivo efficiente per migliorare le prestazioni di conduzione termica dei materiali di interfaccia termica.

La saldatura di nanofili di SiC ha trasformato la fragile spugna BN in uno scheletro continuo 3-D tramite sottili fasi di vetro borosilicato interfacciali, che ha migliorato il trasferimento di fononi tra le placche BN adiacenti e ha ridotto la dispersione dei fononi interscheletrici.

"Il processo di sinterizzazione potrebbe facilitare ulteriormente il trasporto termico interfacciale, " ha detto il dottor Sun Rong. "In combinazione con la tecnologia di assemblaggio di modelli di ghiaccio, offriamo una strategia efficiente per ottenere un notevole miglioramento della capacità di dissipazione del calore nell'elettronica."

Questo studio rappresenta una nuova strada per affrontare le sfide del calore nei prodotti elettronici tradizionali.