Koolstofnanobuisarrays (CNTA's) zijn veelbelovende materialen voor een verscheidenheid aan toepassingen, waaronder thermisch beheer, energieopslag en elektronica. De prestaties van CNTA's kunnen echter worden beperkt door hun hoge thermische weerstand, die de warmteoverdracht kan belemmeren. In een nieuwe studie hebben ingenieurs van de Universiteit van Californië, Berkeley, laten zien hoe CNTA's kunnen worden geoptimaliseerd voor gebruik in hotspots, waar warmteoverdracht van cruciaal belang is.

De onderzoekers ontwikkelden een model om de thermische geleidbaarheid van CNTA's te voorspellen als functie van hun geometrie en materiaaleigenschappen. Ze ontdekten dat de thermische geleidbaarheid van CNTA's aanzienlijk kan worden verhoogd door de diameter van de nanobuisjes en de dichtheid van de array te vergroten. Ze ontdekten echter ook dat de thermische geleidbaarheid afneemt naarmate de lengte van de nanobuisjes toeneemt.

De onderzoekers gebruikten hun model om CNTA's te ontwerpen voor gebruik in een verscheidenheid aan hotspot-toepassingen, waaronder krachtige elektronica, zonnecellen en brandstofcellen. Ze ontdekten dat CNTA's een aanzienlijke verbetering in de warmteoverdracht kunnen bieden ten opzichte van traditionele materialen, zoals koper en aluminium.

De studie biedt een routekaart voor het ontwerp en de optimalisatie van CNTA's voor gebruik in hotspot-toepassingen. Door de factoren te begrijpen die de thermische geleidbaarheid van CNTA's beïnvloeden, kunnen ingenieurs materialen ontwerpen die voldoen aan de specifieke eisen van hun toepassingen.

De studie is gepubliceerd in het tijdschrift Carbon.