Onderzoek van Deakin's Institute for Frontier Materials zou kunnen leiden tot de ontwikkeling van snellere computers en een aantal veiligheidsproblemen oplossen die worden veroorzaakt door de oververhitting van elektronische apparaten zoals batterijen.

Sinds hun oprichting, computers en elektronische apparaten worden steeds sneller, en kleiner en kleiner. Echter, als de warmte die vrijkomt bij kleine apparaten zoals mobiele telefoons en iPads niet effectief kan worden afgevoerd, ze kunnen oververhit raken, resulterend in ondermaatse prestaties, mislukking of, in extreme gevallen, explosie.

Huidige technieken voor warmteafvoer zijn onder meer warmteverspreiders en koellichamen gemaakt van elektrisch geleidende metalen zoals zilver, aluminium en koper. Elektrische isolatie is ook belangrijk om kortsluiting te voorkomen wanneer warmteverspreiders direct onder de actieve laag worden gebruikt in dunne, op film gebaseerde elektronische apparaten zoals supersnelle computerprocessors.

Nutsvoorzieningen, een team van nanotechnologieonderzoekers van het Institute for Frontier Materials van Deakin University heeft het eerste bulkboornitride (BN) met een hoge thermische geleidbaarheid geproduceerd, die de huidige warmtedissipatietechnieken zouden kunnen vervangen, de ontwikkeling van nog kleinere apparaten mogelijk maken en onze mobiele telefoons en computers koeler en veiliger maken.

“In de afgelopen decennia is de miniaturisering van elektrische circuits in high-end apparaten, zoals servers van de volgende generatie, werd gehinderd door de technische uitdaging van warmteafvoer, die verdere reducties in omvang en de ontwikkeling van snellere processors heeft beperkt, " legde Alfred Deakin Professor Ying (Ian) Chen uit, Leerstoel Nanotechnologie bij Deakin.

"Deze nieuwe BN-materialen hebben een ongekend hoge thermische geleidbaarheid in alle richtingen en kunnen een aanzienlijke impact hebben op de huidige warmtedissipatietechnieken die de verdere ontwikkeling van snellere computers beperken en leiden tot veiligheidsproblemen in veel elektronische apparaten zoals batterijen."

Professor Chen zei dat hexagonaal boornitride steeds meer belangstelling heeft gewekt als alternatief materiaal voor warmteverspreiders en koellichamen vanwege de hoge thermische geleidbaarheid en elektrisch isolerende eigenschappen.

"Echter, er waren nadelen aan het gebruik van het materiaal, de belangrijkste is dat vanwege de ongelijke thermische geleidbaarheid in verschillende richtingen, warmte kon niet worden overgedragen van hotspots die conventionele BN-films verticaal kruisen, "Professor Chen legde uit.

"In plaats daarvan, warmte verspreid langs de film, wat niet efficiënt is."

Professor Chen en IFM-onderzoekers Dr. Srikanth Mateti, Dr. Jiangting Wang, Dr. Luhua Li en professor Peter Hodgson, en internationale medewerkers van de Wenzhou University, China, en Clemson University, VS, ontwikkelde een nieuw proces dat bulk BN-pellets kan produceren uit BN-nanosheets met behulp van een Spark Plasma Sintering (SPS)-techniek om poedervormig boornitride om te zetten in een vaste massa met een speciale structuur.

"Deze BN-pellets hebben een uitstekende thermische geleidbaarheid en een hoge warmteafvoer in drie richtingen, waardoor ze een ideale warmteverspreider of isolerend koellichaam zijn dankzij de efficiënte warmteafvoer van hete plekken in zowel loodrechte als laterale richtingen. In aanvulling, de pellets zijn elektrisch isolerend en veiliger dan de meeste metalen materialen, zodat ze zo dicht mogelijk bij de hete apparaten kunnen worden geplaatst zonder schade te veroorzaken", zei professor Chen.

De bevindingen van het team zijn gepatenteerd en gepubliceerd in het high-impact tijdschrift Geavanceerde functionele materialen .