ジョージア工科大学の研究者らは、シリコンとヒートシンクのインターフェースを改善し、加熱と冷却のサイクルに関して長寿命を実現するポリマーを開発したと発表している。
この発表で、バラトゥンデ・コーラ助教授が率いる研究グループは、（ポリマーではより一般的な絶縁体ではなく）熱伝導体として機能し、最高200℃の温度に耐えられるポリマーを開発したと述べている。
また、表面への接着性も優れているため、ヒートシンクなどのデバイスへの組み込みにも適しているという。
IEEE Spectrumが指摘しているように、チップなどのデバイスから熱が奪われた後、それを放散させるには、ヒートシンクに十分な冷気を吹き付けることが最も重要です。そのため、デバイスとヒートシンクをより適切に結合させる方法を見つけることが非常に重要です。
ジョージア工科大学の発表によれば、ポリマーを熱伝導体に変えるには、研究者らは電解重合プロセスを使用して、ポリマーに典型的な無秩序な状態ではなく、ポリマー内に整列したナノファイバーを生成した。
ジョージア工科大学の研究者、ヴィレンドラ・シン氏が試験サンプルを手に持っている。写真：キャンドラー・ホッブス、ジョージア工科大学
しかし、これには克服すべき別の障害が残ります。結果として得られるポリマーの熱伝導性を高める結晶構造は、同時にポリマーをより脆くする可能性があるのです。
「この新しいインターフェース材料は、共役ポリマーであるポリチオフェンから製造されます。ナノファイバー内の整列したポリマー鎖がフォノンの伝達を促進しますが、結晶構造に特有の脆さはありません」とリリースには記されています。「ナノファイバーの形成により、室温で最大4.4ワット/メートルケルビンの熱伝導率を持つアモルファス材料が生成されます。」
この材料を製造するために、研究者らは微細な孔を有するアルミニウム鋳型を「モノマー前駆体」を含む電解液で覆った。鋳型に電圧を印加することで、モノマー前駆体は中空ナノファイバーへと形成され、その後、電解重合プロセスによって非繊維が架橋される。
その後、水または接着剤を使用して、得られた材料を対象のデバイスに塗布することができます。
「この新素材により、従来の素材では50～75ミクロンにもなった熱伝導インターフェースを、わずか3ミクロンという薄さで実現できる可能性がある」とリリースには記されている。
彼らの研究はNature Nanotechnologyに掲載されており、概要はこちらをご覧ください。®
