ابداع یک ماده سرامیکی که می تواند گوشی های هوشمند را متحول کند - مجله باهام

به گزارش آی ای، مهندسان دانشگاه نورث ایسترن نوع تازهی از سرامیک را ایجاد کرده اند که می تواند به شکل های ریز و پیچیده درآید و طیف گسترده ای از کاربردهای تازه در صنایع الکترونیک را باز کند.

این مواد ابداعی که به عنوان سرامیک های گرماشکل پذیر شناخته می شوند، به طور تصادفی در آزمایشگاه ایجاد شدند.

راندال ارب(Randall Erb) استاد دانشگاه نورث ایسترن و جیسون بایس(Jason Bice) دانشجوی دکترا در این دانشگاه می گویند، این سرامیک می تواند به صورت فشرده به قطعات پیچیده تبدیل شود و می تواند طراحی و ساخت وسایل الکترونیکی از جمله تلفن های همراه و سایر اجزای رادیویی را متحول کند.

راندال ارب دانشیار مهندسی مکانیک و صنعتی که ریاست آزمایشگاه DAPS در این دانشگاه را بر عهده دارد، می گوید: گروه تحقیقاتی ما در لبه تکنولوژی قرار گرفته است. در تحقیقات ما هر چند وقت یک بار، یک چیز ابداع می شود.

یک پیشرفت صنعتی

ارب و بایس در ژوئیه سال گذشته در آزمایشگاه خود بودند که به نظر رسید اوضاع به هم ریخته است. آنها در حال آزمایش یک ماده سرامیکی آزمایشی به عنوان بخشی از یک پروژه مافوق صوت برای یک شریک صنعتی بودند.

ارب می گوید: ما این ماده سرامیکی را با یک مشعل دمنده منفجر کردیم و در حالی که آن را بارگذاری می کردیم، به طور غیرمنتظره ای تغییر شکل داد و از محل اتصال بیرون افتاد. ما به نمونه روی زمین نگاه کردیم و با خود فکر کردیم که این یک شکست است.

هنگامی که سرامیک ها در معرض تغییرات ناگهانی دما و بارگذاری مکانیکی قرار می گیرند، اغلب در اثر شوک حرارتی خرد یا حتی منفجر می شوند. با این حال فقط تغییر شکل داده بود.

ارب می گوید: چند بار دیگر آن را امتحان کردیم و متوجه شدیم که می توانیم این تغییر شکل را کنترل کنیم. سپس شروع به قالب گیری مواد فشرده کردیم و متوجه شدیم که این یک فرآیند بسیار سریع است.

ریزساختار زیرین آن، تمام سرامیک را قادر می سازد تا گرما و جریان را در طول فرآیند قالب گیری به طور موثر منتقل کند. در دمای اتاق، این سرامیک را می توان به شکل اشکال هندسی مختلف درآورد و استحکام مکانیکی و هدایت حرارتی چشمگیری را از خود نشان داد.

بایس می گوید: این منحصر به فرد است. سرامیک های گرماشکل پذیر در آنچه ما دیده ایم و خوانده ایم، واقعاً وجود ندارند. پس این یک مرز تازه در مواد است.

خنک کننده دستگاه های الکترونیکی با چگالی بالا

این محصول تازه این پتانسیل را دارد که دو پیشرفت در صنعت به ارمغان بیاورد که اولین مورد بهره وری آن به عنوان یک رسانای حرارتی است که قادر به خنک کردن وسایل الکترونیکی با چگالی بالا است.

تلفن های همراه و سایر لوازم الکترونیکی معمولاً با یک لایه آلومینیومی ضخیم تجهیز می شوند تا گرما را از دستگاه خارج کنند.

بایس می گوید: ضخامت مواد ما می تواند کمتر از یک میلی متر باشد که راه حلی نوین را ارائه می کند. می توان آن را طوری قالب گیری کرد که با سطحی که می خواهید خنک کنید مطابقت داشته باشد.

به گفته ارب، این ماده سرامیکی، گرما را قادر می سازد بدون انتقال الکترون حرکت کند. همچنین با سیستم های دیگر یا فرکانس های رادیویی مورد استفاده در تلفن های هوشمند تداخل ندارد.

ارب و بایس بر این باورند که می توانند این ماده سرامیکی را به گونه ای شکل دهند که طیف وسیعی از اجزای الکتریکی را در خود جای دهد. همچنین این سرامیک نازک تر، سبک تر و کارآمدتر از فلزات فعلی خواهد بود.

این مطالعه در مجله Advanced Materials منتشر شده است.