Des « autoroutes de chaleur » pourraient refroidir les appareils électroniques

À mesure que les appareils électroniques intelligents deviennent plus petits et plus puissants, ils génèrent beaucoup de chaleur, entraînant des temps de traitement plus lents et des arrêts soudains.

Aujourd’hui, comme le rapportent les chercheurs dans ACS Applied Nano Materials, une nouvelle approche d’électrofilage a été utilisée pour produire un nouveau film nanocomposite.

Lors des tests, ce film a dissipé la chaleur quatre fois plus efficacement que les matériaux similaires, démontrant qu’il pourrait un jour servir à refroidir l’électronique.

La miniaturisation et l’intelligence croissante de l’électronique ont révolutionné de nombreux aspects de la vie, allant de la communication à la médecine. Cependant, la réduction de la taille signifie que ces dispositifs concentrent la chaleur dans des zones plus petites, ce qui peut entraîner une diminution de la vitesse de calcul et même forcer les appareils à s’arrêter complètement pour prévenir tout dommage.

Pour dissiper cette chaleur, les chercheurs se tournent vers des matériaux nanocomposites contenant un polymère flexible et un matériau de charge thermiquement conducteur.

L’électrofilage, où une solution de polymère et de charge est projetée hors d’une seringue via une buse électriquement chargée, formant des fibres qui se construisent en un film mince, offre une méthode simple pour fabriquer ces nanocomposites.

Cependant, l’électrofilage uniaxial à partir d’une seule solution rend difficile le contrôle des propriétés du matériau. Ainsi, Jinhong Yu, Sharorong Lu et leurs collègues ont utilisé une technique à deux solutions, appelée électrofilage coaxial, pour mieux contrôler la conception des fibres et améliorer la dissipation de chaleur d’un nouveau nanocomposite.

Les chercheurs ont réalisé une solution avec le polymère choisi, l’alcool polyvinylique, et une autre solution avec le matériau de charge thermiquement conducteur, un nanodiamant, pour produire le nouveau nanocomposite. En ajustant une seringue de chaque solution sur une buse qui combine les deux, les chercheurs ont créé des fibres avec un noyau d’alcool polyvinylique et un revêtement de nanodiamant, plutôt qu’une distribution aléatoire des deux composants.

Selon l’équipe, les fibres revêtues agissent comme une « autoroute » pour diriger la chaleur, comme la circulation, le long et à travers les fibres dans tout le film. Lors des tests, les nouveaux matériaux ont dissipé la chaleur mieux que ceux réalisés avec la buse traditionnelle et étaient quatre fois plus conducteurs thermiquement que les nanocomposites précédemment rapportés.

Selon les chercheurs, ces films pourraient un jour être utilisés pour maintenir de petits appareils électroniques en activité tout en restant frais.

Plus d’informations : Zhouqiao Wei et al, Enhanced Thermal Conductivity of Nanodiamond Nanosheets/Polymer Nanofiber Composite Films by Uniaxial and Coaxial Electrospinning : Implications for Thermal Management of Nanodevices, ACS Applied Nano Materials (2023). DOI : 10.1021/acsanm.3c00591