Investigadores de la Universidad Carnegie Mellon han fabricado un material flexible a base de cobre que funciona como interfaz entre los chips electrónicos y sus sistemas de refrigeración.
Hasta el momento ya pesar de los avances en las soluciones de refrigeración, la interfaz entre ambas capas se ha mantenido como una barrera para el transporte térmico debido a la rugosidad intrínseca de sus componentes. Esto tiene implicaciones para los dispositivos electrónicos cuando se trata de sobrecalentamiento y quemado.
La nueva solución, sin embargo, se compone de dos películas delgadas de cobre con una matriz de nanocables de cobre recubierta de grafeno en el medio, lo que la hace más segura y confiable.
«Otros nanocables deben crecer in situ donde el calor está diseñado para disiparse, de modo que su umbral de aplicación y el costo sean altos», dijo en un comunicado de prensa Rui Cheng, investigador postdoctoral que trabaja en el nuevo desarrollo. «Nuestra película no depende de ningún sustrato, es una película independiente que se puede cortar en cualquier tamaño o forma para llenar el espacio entre varios componentes eléctricos».
El «sándwich» se construye a partir de la supersoldadura del investigador principal Sheng Shen, un material de interfaz térmica (TIM) que se puede usar de manera similar a las soldaduras convencionales, pero con el doble de conductancia térmica que los TIM de última generación actuales.
Al recubrir la «supersoldadura» con grafeno, el equipo de Shen mejoró sus capacidades de transporte térmico y evitó el riesgo de oxidación, asegurando una vida útil más larga. El “sándwich”, comparado con las pastas/adhesivos térmicos actualmente en el mercado, puede reducir la resistencia térmica en más de un 90% considerando el mismo espesor.
Gracias a su flexibilidad mecánica ultraalta, el nuevo material también puede permitir una amplia gama de aplicaciones en electrónica y microelectrónica flexibles, incluidos LED y láseres flexibles para iluminación y visualización, sensores portátiles para comunicación, electrónica implantable para monitorear la salud y la imagen, y robótica blanda
En el futuro, el equipo de Shen planea explorar formas de escalar el material a nivel industrial y reducir su costo.
“Estamos muy entusiasmados con el potencial de este material”, dijo Shen. “Creemos que una amplia variedad de sistemas electrónicos pueden beneficiarse al permitirles operar a una temperatura más baja con un mayor rendimiento”.