A hő az elektromosság mellékhatása: a túl sok hő károsíthatja az alkatrészeket, az eszközöket. Ezért a hő kezelése és elvezetése fontos szempont az elektronikai tervezés során. A hő elvezetésére általában hűtőbordákat használnak, amelyek rézből vagy alumíniumból készülnek. A probléma az, hogy ezek a fémek az elektromosságot is jól vezetik, így általában szükség van még egy szigetelőrétegre. A Fraunhofer-csoport a gyémánthoz fordult, amely kiváló hővezető, de az elektromosságot jól szigetelő anyag.
A gyémánt hővezetőket már használják a gyakorlatban, de ezek általában több mint 2 milliméter vastagok, és így nehezen rögzíthetők az alkatrészekre. A nanomembránok azonban csak egy mikrométer vastagok, rugalmasak, és 80 Celsius-fokra felmelegítve elektronikus alkatrészekre ragaszthatók. A kutatócsoport a nanomembránokat úgy állította elő, hogy polikristályos gyémántot növesztett szilíciumszeletre, majd leválasztotta és maratta a gyémántrétegeket. Mivel a membrán rugalmas és szabadon álló, bárhol elhelyezhető az alkatrészen vagy a rézen, vagy közvetlenül a hűtőkörbe integrálható.
A kutatók becslése szerint a gyémánt nanomembránok tízszeresére csökkenthetik az elektronikus alkatrészek hőterhelését. Mindez jelentősen növelné az alkatrészek és a teljes eszköz energiahatékonyságát és élettartamát. Ha beépítenék a töltőrendszerekbe, a kutatók szerint a membránok segítségével ötszörösére növelhetnék az elektromos járművek töltési sebességét.
A legjobb talán az, hogy mivel a gyémánt nanomembránok szilíciumszeletre készíthetők, a gyártási folyamatot viszonylag könnyen lehet ipari felhasználásra méretezni. A csapat már be is nyújtotta a technológia szabadalmát, és azt tervezi, hogy még az idén elkezdi tesztelni azt az elektromos járművekben és a távközlésben használt inverterekben és transzformátorokban.
Forrás: New Atlas
