So leitet die neue Kühlfolie die Wärme in gezielter Weise ab. Grafik: Kojiro Uetani, Informationen zu Creative Commons (CC) Lizenzen, für Pressemeldungen ist der Herausgeber verantwortlich, die Quelle ist der Herausgeber
Zellulose Nanofasern schützen Chips vor Hitze, zusammen mit Kohlefaserfüllstoffen lässt sich mit neuem Wundermaterial Wärme gezielt ableiten
Tokio, 28. September 2022
Forscher um Kojiro Uetani von der Tokyo University of Science haben ein #Material aus #Zellulose #Nanofasern und #Kohlefaserfüllstoffen entwickelt, das hauchdünn und flexibel ist, sich an die Formen elektronischer Bauteile anpasst und letztlich Wärme in nur wenige Richtungen abstrahlen lässt. Das zielgerichtete Abführen der Hitze schützt somit benachbarte #Chips und erhöht somit die Lebensdauer der gesamten Platine.
Fasern aus #Meeresbewohner
»Für ein Substrat, auf dem mehrere Geräte in hoher Dichte montiert sind, ist es notwendig, die Richtung der thermischen Diffusion zu steuern und einen effektiven Wärmeabfuhrpfad zu finden«, sagt Uetani. Die Zellulose Nanofasern hat der Forscher aus Seescheiden gewonnen, das sind Manteltiere, die die Weltmeere in nahezu allen Tiefen besiedeln. Das Team, darunter auch Forscher des National Institute of Technology und der Tokyo Polytechnic University, hat zudem festgestellt, dass diese Fasern eine besonders hohe Wärmeleitfähigkeit besitzen, Wärme also effektiv ableiten.
Die Entwickler haben sich die Tatsache zunutze gemacht, dass Zellulose und Kohlenstoff eine natürliche Affinität aufweisen. Das Grafit im Bleistift haftet beispielsweise bestens auf Papier. Um die #Folie zu produzieren, haben die Experten eine wässrige Suspension aus beiden Fasern hergestellt, die sie so modifizierten, dass die Kohlenstofffasern exakt parallel liegen. Gehalten werden sie von Zellstoff. Nach dem Trocknen verfügen sie über eine Folie mit den gewünschten Eigenschaften. Die Wärmeabstrahlung in Faserrichtung ist gut 4 mal höher als senkrecht dazu.
Kühlfolie lässt sich recyceln
Wenn die so geschützten Geräte ausgedient haben, lassen sich die Kohlenstofffasern zurückgewinnen und erneut verwenden, unterstreichen die Materialwissenschaftler. »Der #Abfall, den wir Menschen erzeugen, hat enorme Auswirkungen auf die #Umwelt. Daher wollten wir ein Material schaffen, das nach der Verwendung nicht entsorgt werden muss, sondern erneut eingesetzt werden kann«, so Uetani abschließend.
