Американские физики создали особые теплопроводящие волокна на базе полимера политиофена, которые не уступают по своим свойствам лучшим маркам "термопаст" и которые можно использовать для охлаждения электроники или деталей автомобилей, говорится в статье в журнале Nature Nanotechnology.
“Полимеры обычно не рассматривают в качестве основы для термоинтерфейсов, так как они разлагаются при высоких температурах. Однако политиофен уже используется при производстве высокотемпературных солнечных батарей и электроники. Мы воспользовались тем фактом, что это соединение устойчиво к воздействию тепла из-за характера связей между его молекулами”, – заявил Баратунде Кола из Технологического института Джорджии в Атланте (США).
Как отмечают Кола и его коллеги, хаотичное расположение индивидуальных молекулярных “нитей” внутри полимеров является одной из причин того, почему они плохо проводят тепло. Это связано с тем, что запутанность молекул мешает распространению так называемых фононов – квазичастиц колебаний, переносящих тепловую энергию в твердых телах.
Авторы статьи решили эту проблему при помощи особой методики выращивания нитей политиофена, благодаря которой почти все из них будут направлены в одну сторону и тем самым не будут мешать движению фононов. По этой методике ученые помещают раствор одиночных молекул тиофена в электрохимическую ванну из пористого алюминия, где он смешивается с соединением бора, фтора и этилового эфира.
Когда через эту смесь пропускается ток, то одиночные молекулы тиофена соединяются друг с другом, образуя нити, хорошо проводящие тепло. По расчетам физиков, их волокна в 20 раз лучше проводят фононы, чем обычный политиофен и их теплопроводность сопоставима с лучшими современными термоинтерфейсами.
Кроме того, политиофеновые нити можно “размазать” очень тонким слоем по охлаждающей поверхности и они не теряют своих свойств при длительном нагреве до высоких температур, что выгодно отличает их от классических “термопаст”.