Les recherches de l'Institute for Frontier Materials de Deakin pourraient conduire au développement d'ordinateurs plus rapides et surmonter certains des problèmes de sécurité causés par la surchauffe des appareils électroniques tels que les batteries.

Depuis leur création, les ordinateurs et les appareils électroniques sont de plus en plus rapides, et de plus en plus petit. Cependant, si la chaleur dégagée par les petits appareils comme les téléphones portables et les iPad ne peut pas être efficacement dissipée, ils peuvent surchauffer, entraînant une sous-performance, échec ou, dans des cas extrêmes, explosion.

Les techniques actuelles de dissipation thermique comprennent des dissipateurs thermiques et des dissipateurs thermiques fabriqués à partir de métaux conducteurs d'électricité tels que l'argent, aluminium et cuivre. L'isolation électrique est également importante pour éviter les courts-circuits lorsque des dissipateurs de chaleur sont utilisés directement sous la couche active en couche mince, appareils électroniques à base de film comme les processeurs informatiques ultra-rapides.

Maintenant, une équipe de chercheurs en nanotechnologie de l'Institute for Frontier Materials de l'Université Deakin a produit le premier nitrure de bore en vrac (BN) à haute conductivité thermique, qui pourraient potentiellement remplacer les techniques actuelles de dissipation thermique, permettre le développement d'appareils encore plus petits et rendre nos téléphones portables et nos ordinateurs plus frais et plus sûrs.

« Au cours des dernières décennies, la miniaturisation des circuits électriques dans les appareils haut de gamme, tels que les serveurs de nouvelle génération, a été freiné par le défi technique de la dissipation thermique, qui a limité les nouvelles réductions de taille et le développement de processeurs plus rapides, " a expliqué Alfred Deakin le professeur Ying (Ian) Chen, Chaire en nanotechnologie à Deakin.

"Ces nouveaux matériaux BN ont une conductivité thermique sans précédent dans toutes les directions et pourraient avoir un impact significatif sur les techniques actuelles de dissipation thermique qui limitent le développement ultérieur d'ordinateurs plus rapides et entraînent des problèmes de sécurité dans de nombreux appareils électroniques tels que les batteries."

Le professeur Chen a déclaré que le nitrure de bore hexagonal avait suscité un intérêt croissant en tant que matériau alternatif pour les dissipateurs de chaleur et les dissipateurs de chaleur en raison de sa conductivité thermique élevée et de ses propriétés d'isolation électrique.

"Toutefois, il y avait des inconvénients à utiliser le matériel, le principal étant qu'en raison de sa conductivité thermique inégale dans différentes directions, la chaleur ne pouvait pas être transférée des points chauds traversant verticalement les films BN conventionnels, " expliqua le professeur Chen.

"Au lieu, chaleur répartie le long du film, ce qui n'est pas efficace."

Le professeur Chen et les chercheurs de l'IFM Dr Srikanth Mateti, Dr Jiangting Wang, Dr Luhua Li et professeur Peter Hodgson, et des collaborateurs internationaux de l'Université de Wenzhou, Chine, et l'Université de Clemson, ETATS-UNIS, a développé un nouveau procédé qui peut produire des pastilles de BN en vrac à partir de nanofeuillets de BN en utilisant une technique de frittage par plasma d'étincelle (SPS) pour transformer le nitrure de bore en poudre en une masse solide avec une structure spéciale.

"Ces pastilles BN ont une excellente conductivité thermique et une haute efficacité de dissipation thermique dans trois directions, ce qui en fait un dissipateur thermique idéal ou un dissipateur thermique isolant en raison de la dissipation thermique efficace des points chauds dans les directions perpendiculaires et latérales. En outre, les pastilles sont électriquement isolantes et plus sûres que la plupart des matériaux métalliques, afin qu'ils puissent être placés aussi près que possible des appareils chauds sans causer de dommages », a déclaré le professeur Chen.

Les découvertes de l'équipe ont été brevetées et publiées dans la revue à fort impact Matériaux fonctionnels avancés .