Ученые создали уникальный материал, чтобы охлаждать электронику

Американскими физиками создано особое теплопроводящее волокно, в основе которого полимер политиофен. Волокно не уступает по своим свойствам лучшим маркам "термопаст". Его можно использовать, чтобы охлаждать электронику или детали автомобилей.

"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", — рассказал Баратунде Кола из Технологического института Джорджии в Атланте.

По словам Кола и его коллег, по причине хаотичного расположения индивидуальных молекулярных "нитей" внутри полимеров они плохо проводят тепло. Ученые связывают это с тем, что запутанность молекул препятствует распространению фононов, которыми являются квазичастицы колебаний, переносящие тепловую энергию в твердых телах.

Авторам исследования удалось решить данную проблему с помощью специальной методики, которая предполагает выращивание нитей политиофена. Благодаря последней, практически все из них направлены в одну сторону. Это означает, что движение фононов беспрепятственное. Согласно этой методике исследователи поместили раствор одиночных молекул тиофена в электрохимическую ванну, состоящую из пористого алюминия, в которой он смешивается с соединением бора, фтора, а также этилового эфира.

Когда через  смесь пропускается ток, то происходит соединение одиночных молекул тиофена друг с другом, в результате чего образуются хорошо проводящие тепло нити. Согласно расчетам физиков, эти волокна в 20 раз лучше проводят фононы, по сравнению с обычным политиофеном. Их теплопроводность ученые сопоставили с лучшими современными термоинтерфейсами. Также, политиофеновые нити можно "размазать" тонким слоем по охлаждающей поверхности, при этом они не потеряют своих свойств в условиях длительного нагрева до высоких температур. Это качество выгодно отличает их от стандартных "термопаст".