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Devido à sua natureza leve e flexibilidade, os compósitos poliméricos termicamente condutores são aplicados entre uma fonte de calor e um dissipador na eletrônica para dissipar o calor gerado para o ambiente. A dissipação de calor eficiente é alcançada devido ao uso de enchimentos com certas orientações que facilitam o fluxo de calor. O processo convencional de modificar a orientação do material de enchimento, no entanto, é um processo intensivo em energia que requer o uso de campos elétricos/magnéticos e modificações de superfície que podem comprometer a qualidade do enchimento e suas propriedades térmicas.
Agora, em um novo estudo, o professor Chae Bin Kim e sua equipe da Pusan National University, na República da Coreia, desenvolveram um processo energeticamente eficiente para alterar a orientação do enchimento sem a necessidade de modificações na superfície.
Este artigo foi disponibilizado online em 17 de outubro de 2022 e será publicado no Volume 117 da revista Teste de Polímero em 1º de janeiro de 2023.
O método proposto faz uso da termoforese, fenômeno no qual um gradiente de temperatura faz com que partículas sólidas suspensas em um meio fluido se movam ou girem. Para preparar o compósito de polímero, os pesquisadores suspenderam partículas de nitreto de boro (h-BN) termicamente condutoras em um líquido curável por UV e o revestiram entre duas placas de vidro. Um gradiente de temperatura foi aplicado ao longo da espessura do filme, fazendo com que as partículas de carga girem e se realinhem ao longo do gradiente de temperatura aplicado. Ao atingir as orientações desejadas, o compósito foi fotopolimerizado, resultando em um compósito sólido com orientações de preenchimento fixas que formam um caminho de transferência de calor.
“Até onde sabemos, o estudo atual é a primeira demonstração experimental do controle da orientação de preenchimento anisotrópico usando termoforese”, diz o professor Kim.
Compósitos de polímeros termicamente condutores, como pastas térmicas, são usados em telefones, laptops e até mesmo em baterias. Considerando a crescente produção de eletrônicos e a esperada transição para veículos elétricos, o método proposto tem o potencial de diminuir o custo energético da fabricação de compósitos poliméricos termicamente condutores. Além disso, evitando a necessidade de modificações de superfície, compostos poliméricos termicamente condutores altamente eficientes podem ser desenvolvidos para melhorar a dissipação de calor e prolongar a vida útil dos componentes eletrônicos.
“Materiais de dissipação de calor eficientes podem garantir melhores condições de operação para o dispositivo com maior confiabilidade, vida útil e segurança do usuário”, diz o professor Kim.
Além de melhorar a condutividade térmica, as cargas também são usadas para alterar as propriedades ópticas, elétricas e mecânicas de um compósito. Ao oferecer uma maneira de reorientar o filler sem nenhuma modificação de superfície, o método proposto também pode ser adotado para ajustar as propriedades de uma ampla gama de compósitos poliméricos sem deteriorar sua qualidade.
Fonte da história:
Materiais fornecidos por Universidade Nacional de Pusan. Observação: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e tamanho.
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