Un equipo de investigación dirigido por el Prof.Huang XinyiyDr. Shi KunmingdeUniversidad Jiao Tong de Shangháiha desarrollado unCinta multicapa termoconductora y eléctricamente aislante (MTCEIT). Esta innovación permite una reducción de la temperatura de la CPU de hasta9 grados, ofreciendo una nueva solución para la disipación de calor en dispositivos electrónicos compactos.
Los sándwiches de estructura del MTCEITpapel de grafeno(núcleo de alta conductividad térmica) entreCapas adhesivas de PBCOEA rellenas con BNNS-, combinado con unrespaldo compuesto de caucho de silicona (SR)lleno denitruro de boro hexagonal (h-BN)copos. Con un espesor de aproximadamente300 μm, la cinta logra unconductividad térmica en-plano de 121,22 W/m·K, a resistividad volumétrica de 5,07×10¹¹ Ω·cm, y unResistencia a la rotura característica de Weibull de 36,9 kV/mm.
En pruebas-del mundo real, MTCEIT redujo elLa temperatura de la CPU de los portátiles delgados aumenta 9 gradosy estabilizadoFluctuación de la velocidad de fotogramas de vídeo dentro de menos o igual a 0,1 fpsen teléfonos inteligentes ultra-delgados sin refrigeración activa.
El estudio, titulado"Cintas termoconductoras multicapa a base de papel de grafeno-con aislamiento eléctrico excepcional para una disipación de alto flujo de calor",fue publicado enMateriales funcionales avanzados (AFM).
Figura 1. Diseño del MTCEIT.
(a) Ilustración esquemática de un sistema de disipación de calor en dispositivos electrónicos compactos que incorporan el MTCEIT.
(b) Distribución de la temperatura superficial de cintas con diferentes estructuras en condiciones de estado estacionario-en simulaciones de elementos finitos.
(c – e) Temperatura máxima de equilibrio de la fuente de calor en las simulaciones de elementos finitos en función de (c) la relación de espesor de cada capa, (d) la conductividad térmica en el-plano (κ//) y a través del -plano (κ⊥) de las capas adhesivas, y (e) la resistencia térmica interfacial entre la capa adhesiva y la capa ultraalta-κ//, así como entre la capa adhesiva y la capa de respaldo.
Figura 2. Estructura y propiedades mecánicas del MTCEIT.
(a) Imágenes ópticas del MTCEIT y papel comercial de grafeno.
(b) Imágenes SEM de contacto transversal-de sección transversal y (c) compactas entre capas del MTCEIT.
(d) espectro EDS y (e) patrón XRD del MTCEIT.
(f) Estados de flexión y (g) conformación del MTCEIT.
(h) Curva tensión-deformación del MTCEIT.
Figura 3. Conductividad térmica y aislamiento eléctrico de los MTCEIT.
Figura 4. Disipación de calor de una computadora portátil delgada.
(a) Imagen óptica de la placa base del portátil. El tamaño del MTCEIT es de 130 mm × 60 mm.
(b) Ilustración esquemática del sistema simplificado de disipación de calor de la CPU.
(c) Imágenes térmicas infrarrojas de la computadora portátil.
(d) Variación de temperatura y (e) Temperatura de la CPU a 1200 s. El recuadro en (d) muestra la imagen óptica de la computadora portátil probada.
Todas las pruebas se realizaron en condiciones normales de funcionamiento. La temperatura se midió mediante el sensor de CPU integrado-y se monitoreó mediante el software AIDA64 Extreme.
Figura 5. Disipación de calor de un teléfono inteligente ultra-delgado sin refrigeración activa.
