Une couche de graphène peut réduire la température de fonctionnement dans les points chauds à l'intérieur d'un processeur jusqu'à 25 %, ce qui peut prolonger considérablement la durée de vie des ordinateurs et autres appareils électroniques. Un groupe international de chercheurs, dirigé par l'Université de technologie Chalmers en Suède, sont les premiers au monde à montrer que le graphène a un effet de dissipation de chaleur sur l'électronique à base de silicium.

"Cette découverte ouvre la porte à une fonctionnalité accrue et continue de repousser les limites en matière de miniaturisation de l'électronique, " a déclaré le professeur Chalmers Johan Liu, qui dirige le projet de recherche international.

Les systèmes électroniques modernes génèrent beaucoup de chaleur, surtout en raison de la demande sans cesse croissante pour de plus en plus de fonctionnalités. Il est important de pouvoir évacuer la chaleur générée de manière efficace pour maintenir la longue durée de vie du système. Une règle empirique est qu'une augmentation de 10 degrés Celsius de la température de fonctionnement réduit de moitié la durée de vie d'un système électronique.

Au cours de l'étude, les chercheurs se sont concentrés sur la réduction de la température dans la petite zone où l'électronique fonctionne le plus intensément - comme à l'intérieur d'un processeur, par exemple. Ces minuscules points chauds se trouvent dans tous les appareils électroniques. Taille raisonnable, ils sont à l'échelle micro ou nano, en d'autres termes un millième de millimètre ou moins.

« La température de fonctionnement normale dans les points chauds que nous avons refroidis avec une couche de graphène variait de 55 à 115 degrés Celsius. Nous avons pu la réduire jusqu'à 13 degrés, qui non seulement améliore l'efficacité énergétique, il prolonge également la durée de vie de l'électronique."

Un refroidissement efficace est un défi majeur dans de nombreuses applications différentes, comme l'électronique automobile, électronique de puissance, des ordinateurs, stations de base radio et dans diverses diodes électroluminescentes, ou des lumières LED. Dans les systèmes électroniques automobiles, n'importe quel dispositif du système d'allumage peut pomper jusqu'à 80 W en continu et en phase transitoire jusqu'à 300 W (en 10 nanosecondes). Les appareils à LED peuvent avoir une intensité thermique presque équivalente à celle du soleil, jusqu'à 600 W/cm2 en raison de leur très petite taille.

Un refroidissement supérieur de l'électronique peut offrir d'énormes avantages. Selon une étude aux États-Unis basée sur des données de 2006, environ 50 % de l'électricité totale utilisée pour faire fonctionner les serveurs de données sert à refroidir les systèmes.