Ультратонкі алмазні мембрани у 10 разів знижують теплове навантаження на електронні компоненти та підвищують швидкість зарядки.
Німецькі вчені з Товариства імені Фраунгофера використовували ультратонкі алмазні мембрани для різкого охолодження електронних компонентів та підвищення швидкості заряджання електромобілів. Технологія заснована на чудовій теплопровідності алмазу.
Тепло зазвичай є неприємним побічним ефектом електрики і виділення великої кількості тепла може призвести до пошкодження компонентів. Проблема в тому, що більшість металів, що використовуються в радіаторах, також є хорошими провідниками електрики, тому зазвичай потрібен ще один ізолюючий шар. Вчені з Фраунгофера використовували алмаз, який є чудовим провідником тепла, а й ізолятором електрики.
Алмазні тепловідведення вже використовували в радіаторах, але зазвичай їх товщина понад 2 мм і їх складно прикріпити до компонентів. Однак наномембрани мають товщину лише мікрометр, гнучкі, а щоб прикріпити їх до компонентів достатньо нагріти матеріал до 80 °C. Вчені виготовили наномембрани, вирощуючи полікристалічний алмаз поверх кремнієвих пластин, а потім відокремлюючи та травлячи алмазні шари.
Ультратонка алмазна мембрана. Фотографії: Fraunhofer USA, Center Midwest CMW
За оцінками дослідників, алмазні наномембрани знижують теплове навантаження електронних компонентів у 10 разів, що підвищує енергоефективність та термін служби цих компонентів та всього пристрою. Команда стверджує, що якби мембрани були включені до зарядних систем, вони могли б допомогти збільшити швидкість зарядки електромобілів у п’ять разів.
Оскільки алмазні наномембрани виготовляються на кремнієвих пластинах, процес виробництва відносно легко масштабуватиме для промислового використання. Вчені зареєстрували патент на технологію та планують розпочати її тестування цього року в інверторах та трансформаторах в електромобілях та телекомунікаціях.