Gli array di nanotubi di carbonio (CNTA) sono materiali promettenti per una varietà di applicazioni, tra cui la gestione termica, lo stoccaggio di energia e l'elettronica. Tuttavia, le prestazioni dei CNTA possono essere limitate dalla loro elevata resistenza termica, che può impedire il trasferimento di calore. In un nuovo studio, gli ingegneri dell’Università della California, Berkeley, hanno mostrato come ottimizzare i CNTA per l’uso negli hotspot, dove il trasferimento di calore è fondamentale.

I ricercatori hanno sviluppato un modello per prevedere la conduttività termica dei CNTA in funzione della loro geometria e delle proprietà dei materiali. Hanno scoperto che la conduttività termica dei CNTA può essere aumentata in modo significativo aumentando il diametro dei nanotubi e la densità della matrice. Tuttavia, hanno anche scoperto che la conduttività termica diminuisce all’aumentare della lunghezza dei nanotubi.

I ricercatori hanno utilizzato il loro modello per progettare CNTA da utilizzare in una varietà di applicazioni hotspot, tra cui elettronica ad alta potenza, celle solari e celle a combustibile. Hanno scoperto che i CNTA possono fornire un miglioramento significativo nel trasferimento di calore rispetto ai materiali tradizionali, come rame e alluminio.

Lo studio fornisce una tabella di marcia per la progettazione e l'ottimizzazione dei CNTA da utilizzare nelle applicazioni hotspot. Comprendendo i fattori che influenzano la conduttività termica dei CNTA, gli ingegneri possono progettare materiali che soddisfano i requisiti specifici delle loro applicazioni.

Lo studio è pubblicato sulla rivista Carbon.