Koolstofbuisjes voorkomen zonnesteek mobieltjes

Reading time: 2 minutes

Author:

Als transistoren zijn ze vooralsnog niet doorgebroken, maar onderzoekers van het Amerikaanse Rensellaer Nanotechnology Center en de Finse universiteit van Oulu hebben wel een andere nuttige chipfunctie gevonden voor koolstofbuisjes. In een artikel in Applied Physics Letters laten de Amerikanen en Finnen zien hoe de nanomaterialen van pas kunnen komen in het afvoeren van warmte. Ze lieten zien dat de koolstofbuisjed (carbon nanotubes, CNT) dat net zo goed kunnen als koper.

De traditionele oplossing voor het lozen van warmte is een heatsink, een gelamelleerde structuur die warmte onttrekt aan de chip en doorgeeft aan de lucht. Ze zijn gemaakt van metalen, meestal aluminium of koper, omdat die goed warmte geleiden. Behalve hoge kosten kleeft er nog een nadeel aan die oplossing, vindt researcher Robert Vajtai van het Rensellaer Nanotechnology Center: ’Wanneer de metalen heatsinks kleiner zijn dan een millimeter, worden ze bros of slap.‘ Dat strookt dus niet met de steeds kleinere chips die op de markt verschijnen.

Amerikaanse en Finse onderzoekers maakten een luchtige pilaarstructuur van koolstofbuisjes die geschikt is als warmteafvoerputje van chips. Foto: Rensselaer/Vajtai

De onderzoekers maakten een pilaarachtige structuur van CNT‘s die de warmte net zo goed blijkt te kunnen afvoeren als de gebruikelijke heatsinks. Ze behouden bovendien hun mechanische eigenschappen, ongeacht de afmetingen. ’Een chip uitgerust met onze CNT-afvoer raakt 11 procent meer van zijn warmte kwijt dan eentje zonder. Daarmee kan het zich meten met de best verkrijgbare warmtemanagementoplossingen, ook die op basis van koper‘, zegt Vajtai.

De CNT-pilaren zijn relatief makkelijk te maken. Ze groeien vanzelf op een substraat van siliciumdioxide, waar ze ook vanaf te breken zijn. De onderzoekers zaagden ze vervolgens met een laser in plakjes van het gewenste formaat. Volgens gangbare protocollen bevestigden ze die vervolgens op een testchip om de warmtemetingen te doen. Het productieproces zal toepassingen in een breed scala van apparaten dus niet in de weg staan, vinden de researchers. Ze hopen dan ook dat dankzij hun vinding mobieltjes, MP3-spelers en PDA‘s het hoofd koel gaan houden.