Разделы

Наука

"Липучка" из нанотрубок заменит термопасту

Ученые установили, что высокая теплопроводность нанотрубок может быть использована при создании новых типов термоинтерфейсов, обеспечивающих более быструю передачу тепла от микросхем к охлаждающему радиатору.
Доктору Тимоти Фишеру (Timothy S. Fisher) и его коллегам из университета Пердью удалось покрыть «ковром» из нанотрубок поверхность рассеивающего радиатора, увеличив тем самым скорость передачи тепла между ним и охлаждающей поверхностью, сообщает EurekAlert. Получившийся наноковер из углеродных нанотрубок имеет сходство с обычной застежкой-липучкой, поэтому исследователи назвали его Thermal Velcro.

Первоначальная цель исследователей состояла в разработке новых типов тепловых интерфейсов, обеспечивающих более быструю передачу тепла от микросхем к охлаждающему радиатору. Сегодня роль теплового интерфейса в компьютерных чипах выполняет специальная термопаста, которая наносится между микропроцессором и кулером. Однако ее теплопроводные характеристики не очень высоки.

"Ковер-застежка из нанотрубок может передавать тепло гораздо быстрее, чем все существующие на сегодняшний момент термопасты, - говорит д-р Фишер. - Нанотрубки сами по себе характеризуются высокой теплопроводностью, поэтому нет ничего удивительного в том, что материал на их основе тоже может быстро передавать тепло, а именно это и требуется для создания эффективного интерфейса между радиатором и нагретым чипом".

Д-р Фишер и его команда назвали новый материал Thermal Velcro, потому что сперва и чип, и радиатор покрывают тонким ковром из нанотрубок, а затем соединяют обе части, как застежку-"липучку". Естественно, такой термоинтерфейс не обеспечивает механической адгезии двух поверхностей, но из-за контактирования нанотрубок между собой он является хорошим передатчиком тепла. Дальнейшие исследования показали, что нанотрубки могут провести в несколько раз больше энергии, чем обычные теплопроводные материалы при тех же самых температурах.

Как установили ученые, чипы нагреваются не только изнутри, но и в местах контакта с термопастой, которая не успевает полностью передать тепло радиатору. Так, при использовании традиционных термоинтерфейсов чип на поверхности дополнительно нагревается на 15оС, а "липучка" из нанотрубок вызывает дополнительный нагрев микропроцессор всего на 5оС. Поскольку в будущем размеры чипов уменьшатся и, соответственно их нагрев увеличится, то даже несколько градусов будут важны для работоспособности устройства.

#gallery#
По мнению д-ра Фишера, технология термоинтерфейса уже подготовлена к коммерческому распространению, и ряд компаний, участвовавших в исследовании, намерен вскоре показать на основе Thermal Velcro серийную продукцию. В основном это будут военные применения и охлаждение силовой электроники (силовых транзисторов и тиристоров).