Nếu bạn đã từng sử dụng máy tính xách tay hoặc điện thoại thông minh trong một thời gian dài, bạn có thể nhận thấy rằng chúng có thể khá nóng. Điều này là do chúng tạo ra rất nhiều nhiệt khi xử lý dữ liệu và chạy các ứng dụng.
Một giải pháp khả thi là sử dụng kim cương nano giữ cho thiết bị điện tử của mình luôn mát mẻ và ngăn chúng quá nóng trong một nghiên cứu từ Trung Quốc.
Xem thêm: Cách Phát Hiện Lỗi Vật Liệu Trước Khi Quá Muộn
Kim cương nano là gì?
Kim cương nano là những hạt kim cương cực nhỏ có kích thước chỉ vài nanomet. Một nanomet là một phần tỷ mét, hoặc bằng kích thước của một phân tử đường. Kim cương nano có nhiều đặc tính độc đáo, chẳng hạn như độ cứng cao, tính dẫn nhiệt cao và ma sát thấp. Những đặc tính này làm cho chúng trở nên lý tưởng cho các ứng dụng khác nhau, chẳng hạn như hình ảnh y sinh, phân phối thuốc và điện tử.
Kim cương nano giúp tản nhiệt như thế nào?
Một trong những thách thức chính trong việc thiết kế các thiết bị điện tử nhỏ gọn và mạnh mẽ là tìm ra cách tản nhiệt hiệu quả mà chúng tạo ra. Các vật liệu truyền thống, chẳng hạn như kim loại hoặc polyme, dẫn nhiệt không tốt lắm. Điều này có nghĩa là nhiệt bị giữ lại bên trong thiết bị và khiến thiết bị trở nên quá nóng.
Để giải quyết vấn đề này, các nhà nghiên cứu đã phát triển một màng nanocompozit sử dụng phương pháp quay điện có thể tản nhiệt hiệu quả trong thiết bị điện tử. Bộ phim được làm từ hai vật liệu: rượu polyvinyl (PVA), một loại polymer phổ biến được sử dụng trong dệt may và giấy, và kim cương nano, là vật liệu nano dẫn nhiệt.
Các nhà nghiên cứu đã sử dụng một kỹ thuật gọi là quay điện đồng trục để tạo ra bộ phim. Kỹ thuật này liên quan đến việc sử dụng hai ống tiêm để tiêm hai dung dịch vào một điện trường.
Các giải pháp sau đó được kéo dài thành các sợi mỏng tạo thành cấu trúc giống như mạng nhện. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng PVA làm dung dịch lõi và kim cương nano làm dung dịch vỏ. Bằng cách này, họ đã tạo ra một bộ phim có các hạt kim cương nano được nhúng trong các sợi PVA.
Các viên kim cương nano hoạt động như một “đường cao tốc” để phân phối nhiệt trong phim. Chúng cho phép nhiệt nhanh chóng di chuyển từ các điểm nóng đến các khu vực mát hơn của thiết bị.
Các sợi PVA cung cấp độ bền cơ học và tính linh hoạt cho màng. Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm màng này và phát hiện ra rằng nó có độ dẫn nhiệt cao gấp bốn lần so với các vật liệu tổng hợp nano tương tự được báo cáo trong các nghiên cứu trước đây.
Lợi ích của việc sử dụng Kim cương nano là gì?
Việc sử dụng kim cương nano trong thiết bị điện tử có thể mang lại nhiều lợi ích, chẳng hạn như:
- Cải thiện hiệu suất và độ tin cậy của các thiết bị điện tử bằng cách ngăn chúng quá nóng
- Giảm mức tiêu thụ năng lượng và lượng khí thải carbon của các thiết bị điện tử bằng cách giảm yêu cầu làm mát của chúng
- Cho phép phát triển các thiết bị điện tử nhỏ hơn và mạnh hơn bằng cách khắc phục các hạn chế về tản nhiệt
Một trong những nhà nghiên cứu, Tiến sĩ Xiangyu Li từ Đại học Chiết Giang, Trung Quốc, cho biết: “Công trình của chúng tôi cung cấp một cách tiếp cận mới để chế tạo màng nanocompozit có độ dẫn nhiệt cao bằng kỹ thuật quay điện. Chúng tôi tin rằng màng nanocompozit của chúng tôi có thể được áp dụng cho các thiết bị điện tử khác nhau để tản nhiệt hiệu quả.”
Nghiên cứu được đăng trên: Materials & Interfaces ACS Application.