Управление теплом - серьезная проблема в электронике и технике, и его можно контролировать с помощью материалов, которые проводят или изолируют тепло. Новый материал размывает эту линию, блокируя тепло в одном направлении, но проводя его в другом.
Электронные устройства нагреваются - это раздражающий побочный продукт, который влияет на конструкцию систем, чтобы они не перегорели, когда они работают. Но по мере того как электроника продолжает ужиматься в размере, остается все меньше места для систем охлаждения или вентиляции, и становится все более сложной задачей держать чувствительные компоненты подальше от нагретых.
В новом исследовании исследователи из Чикагского университета нашли способ создавать материалы, которые особенно хорошо подходят для работы. Вместо того, чтобы быть изоляторами или проводниками, эти новые материалы могут быть одновременно и тем, и другим, предотвращая проникновение тепла в одном направлении, но позволяя ему свободно перемещаться в другом.
«Одна из самых больших проблем в электронике - это отвод тепла в таком масштабе, потому что некоторые компоненты электроники очень нестабильны при высоких температурах», - говорит Ши Эн Ким, первый автор исследования. «Но если мы можем использовать материал, который может одновременно проводить тепло и изолировать его в разных направлениях, мы сможем отводить тепло от источника тепла, такого как аккумулятор, при этом избегая более чувствительных к теплу частей устройства».
Все дело в тонкой пленке дисульфида молибдена. Обычно это отличный проводник тепла, но команда обнаружила, что, путем укладки листов материала друг на друга и последующего легкого поворота каждого из них тепло полностью не могло проходить между слоями по вертикали. Однако оно все еще могло двигаться горизонтально через сам лист.
На практике, этот метод можно использовать для создания тепловых экранов, которые не просто блокируют тепло, но и отводят его. Это могло бы не только предотвратить нагрев компонентов, таких как батареи, находящихся поблизости чувствительной электроники, но и предотвратить их повреждение собственным удерживаемым теплом.
Этот метод также может улучшить электронику и другими способами, например, путем создания более эффективных термоэлектрических генераторов - устройств, которые вырабатывают электрический ток за счет разницы температур между горячей и холодной сторонами.
Важно отметить, что исследователи говорят, что этот эффект может быть вызван не только дисульфидом молибдена - они подозревают, что другие материалы в таком же расположении тоже могут это сделать.
Исследование было опубликовано в журнале Nature.
Источник: University of Chicago
