Американские физики создали особые теплопроводящие волокна на базе полимера политиофена, которые не уступают по своим свойствам лучшим маркам "термопаст" и которые можно использовать для охлаждения электроники или деталей
автомобилей, говорится в статье в журнале Nature Nanotechnology.
"Полимеры обычно не рассматривают в качестве основы для термоинтерфейсов, так как они разлагаются при высоких температурах. Однако политиофен уже используется при производстве высокотемпературных солнечных батарей и электроники. Мы воспользовались тем фактом, что это соединение устойчиво к воздействию тепла из-за характера связей между его молекулами", – заявил Баратунде Кола из Технологического института Джорджии в Атланте (США).
Как отмечают Кола и его коллеги, хаотичное расположение индивидуальных молекулярных "нитей" внутри полимеров является одной из причин того, почему они плохо проводят тепло. Это связано с тем, что запутанность молекул мешает распространению так называемых фононов – квазичастиц колебаний, переносящих тепловую энергию в твердых телах.
Авторы статьи решили эту проблему при помощи особой методики выращивания нитей политиофена, благодаря которой почти все из них будут направлены в одну сторону и тем самым не будут мешать движению фононов. По этой методике ученые помещают раствор одиночных молекул тиофена в электрохимическую ванну из пористого алюминия, где он смешивается с соединением бора, фтора и этилового эфира.
Когда через эту смесь пропускается ток, то одиночные молекулы тиофена соединяются друг с другом, образуя нити, хорошо проводящие тепло. По расчетам физиков, их волокна в 20 раз лучше проводят фононы, чем обычный политиофен и их теплопроводность сопоставима с лучшими современными термоинтерфейсами.
Кроме того, политиофеновые нити можно "размазать" очень тонким слоем по охлаждающей поверхности и они не теряют своих свойств при длительном нагреве до высоких температур, что выгодно отличает их от классических "термопаст".
Напомним, ранее химики из США создали новый вид полимеров, которые могут самостоятельно восстанавливаться при разрушении и износе.
5.0