Целлюлозные гирлянды киригами избавят гибкую электронику от перегрева
По мере того как производители втискивают всё больше транзисторов в свои миниатюрные микрочипы, проблема отвода отработанного тепла становится всё более актуальной. Обычные пассивные системы охлаждения, использующие конвективный воздушный поток вокруг металлических радиаторов, не подходят для небольших носимых электронных устройств, которым вскоре могут потребоваться более дешёвые и гибкие методы отвода тепла.
В статье, опубликованной в NPG Asia Materials, группа исследователей из SANKEN (Институт научных и промышленных исследований) при Университете Осаки, Национального технологического колледжа Оита и Токийского политехнического университета показала, что значительно улучшить эффективность охлаждения могут плёнки из целлюлозных нановолокон, разрезанные в стиле киригами.
Киригами, традиционное искусство, похожее на оригами, помимо складывания бумаги включает также её разрезание. При растягивании простого узора «сетчатого украшения» киригами, называемого амикадзари, разрезы в плёнке раскрываются в широкие отверстия, через которые лучше проходит воздух.
Создав из плёнки традиционный вариант киригами с помощью лазерной резки, команда провела тест на рассеивание тепла, в ходе которого наблюдала отчётливую разницу в максимальной температуре между плёнкой киригами и неразрезанной плёнкой: тепловое сопротивление сократилось примерно до одной пятой от того, что было без киригами.
«Мы также разработали «холодные» источники света, нанеся порошковые электролюминесцентные устройства, которые обычно склонны к перегреву, поверх плёнок из целлюлозных нановолокон», – говорит ведущий автор Кодзиро Уэтани (Kojiro Uetani).
По мнению разработчиков, их концепция теплорассеивающих киригами открывает новое направление конструирования теплоотводов с использованием различных плёночных материалов, что, как ожидается, может помочь в создании следующего поколения носимых устройства, где проблемно применение существующих, громоздких и негибких, охлаждающих материалов.