Metode Baru Konduktivitas termal

 Sepasang nanoribbons boron menempel bersama-sama pada microdevice yang digunakan untuk mengukur konduktivitas termal. (Kredit: Courtesy of Lab Li)

JurnalSecience- Penemuan mengejutkan dari cara baru untuk menyempurnakan dan meningkatkan konduktivitas termal - properti dasar yang umumnya dianggap tetap untuk bahan tertentu - memberikan insinyur alat baru untuk mengelola efek termal dalam ponsel pintar dan komputer, laser dan sejumlah perangkat lainnya

Temuaan ini kerjakan oleh sekelompok insinyur yang dipimpin oleh Detu Li seorang profesor teknik mesin di Vanderbilt University dan hasil temuan mereka di publikasikan dalam jurnal Nature Nanotechnology pada tanggal 11.

Li dan rekan rekannya menemukan bahwa konduktivitas termal dari sepasang bahan strip tipis yang disebut nanoribbons boron dapat ditingkatkan hingga 45 % tergantung pada proses yang mereka gunakan untuk menempel kedua bahan tersebut. Meskipun penelitian ini dilakukan dengan nanoribbons boron, pada umumnya hasil dari ini bisa berlaku untuk bahan film tipis lainnya.

Cara Baru untuk mengendalikan efek termal:

“mengendalikan efek termal yang cenderung memiliki dampak yang signifikan dalam mikroeletronika pada desain ponsel pintar,komputer, desain lase dan LED sera sejumlah bidang lainnya. “ kata Greg Walker.

Menurut Li, kekuatan yang memegang bersama sama dua nanoribbons merupakan daya tarik elektrosatatik lemah (Van der Waals Force). Ini merupakan sebuah kekuatan yang sama yang memungkinkan tokek untuk merayap di dinding.

“Secara tradisional dan secara luas diyakini bahwa fonom yang membawa panas yang menyebar di van der waals interface, yang membuat konduktifitas termal pada buntalan pita dan berlaku sama untuk setiap pita. Apa yang kami temukan adalah sangat kontras dengan pendapat tradisional itu. Kami membuktikan bahwa fonon dapat melintas antar tanpa menyebar yang secara signifikan  meningkatkan konduktivitas termal, “ kata Li. Selain itu, para peneliti menemukan bahwa mereka bisa mengendalikan konduktivitas termal antara yang tinggi dan rendah dengan memperlakukan antarmuka dari pasangan nanoribbon dengan solusi yang berbeda.

Penyempurnaan tersebut sepenuhnya reversibel

Salah satu aspek yang luar biasa Li temukan adalah bahwa itu dalah reversibel. Misalnya, ketika peneliti membasahi interface (antarmuka) dari sepasang nanoribbons dengan isopropil alkohol, menekan mereka secara bersamaan dan membiarkan  mereka kering, termal konduktivitas  sama dengan berasal dari nanoribbon tunggal. Namun, ketika mereka dibasahi kembali dan dibiarkan kering, konduktivitas meningkat. Kemudian ketika meraka dibasahi dengan alkohol isopropil lagi, konduktivitas termal kembali ke nilai semula.

“Hal ii sangat sulit untuk menyetel tepat bahan dasar property konduktivitas termal dan konduktivitas termal menunjukkan hasilnya sangat menarik. Kata walker

Salah satu perangkat pertama di mana pengetahuan ini mungkin untuk diterapkan adalah manajemen termal dari perangkat mikroelektronika seperti chip komputer. Saat ini, triliunan transistor yang macet yang terdapat di dalam chip. Chip ini menghasilkan panas sehingga penemuan ini bisa dijadikan desain chip untuk mencegah overheating. Bahkan bisa dijadikan metode manajement panas untuk desain prosesor multi core. Penelitian ini juga bisa membantu bidang nanokomposit.

Penelitian ini dilakukan dengan dukungan finansial National Science Foundation, Lockheed Martin's Engineering and Technology University Research Initiatives program and the Office of Naval Research.

Referensi Jurnal: Enhanced and switchable nanoscale thermal conduction due to van der Waals   interfaces

Ditulis oleh: Juekuan Yang, Yang Yang, Scott W. Waltermire, Xiaoxia Wu, Haitao Zhang, Timothy Gutu, Youfei Jiang, Yunfei Chen, Alfred A. Zinn, Ravi Prasher, Terry T. Xu, Deyu Li.

Diterbitkan oleh Nature Nanotechnology