Nanotecnologia

Limpeza isotópica pode evitar superaquecimento de processadores

Grafeno isotopicamente puro é excelente condutor termal
O grafeno isotopicamente purificado apresentou uma elevação da condutividade termal de 60%.[Imagem: Chen et al./Nature Materials]

Pureza relativa

Que o grafeno é uma tela de galinheiro feita com átomos de carbono todo o mundo já se sabe.

O que poucos se dão conta é que o carbono tem vários isótopos, sendo dois deles estáveis.

Assim, considerando que você consiga produzir o grafeno mais puro possível, ele terá 98,9% de carbono 12 (ou isótopo 12C) e 1,1% de carbono 13 (ou 13C).

Isto é suficiente para tornar o material um dos melhores condutores elétricos e termais que se conhece.

Purificação isotópica

Mas Rodney Ruoff, da Universidade da Califórnia, juntamente com colegas dos Estados Unidos, Coreia e China, não se deu por satisfeito, e decidiu fazer uma "limpeza isotópica" no grafeno.

Os resultados não se fizeram esperar: bastou remover 1% do carbono 13 para que o material melhorasse sua capacidade de transferência de calor em 60%.

O grafeno isotopicamente purificado tem 99,9% de carbono 12.

A diferença entre os isótopos está na massa atômica dos átomos de carbono. Os cientistas acreditam que a remoção do carbono 13 modifica as propriedades dinâmicas da rede atômica do grafeno, afetando sua condutividade termal.

Isto torna o grafeno isotopicamente purificado um dos melhores condutores térmicos que se conhece.

Processadores, células solares e radares

O resultado é significativo sobretudo quando se leva em conta que o grafeno poderá conviver com o silício no interior dos processadores em um futuro próximo.

Com o problema da dissipação térmica cada vez mais grave, ter um material que funcione tanto como componente eletrônico ativo, quanto como meio de retirar o calor do chip é algo mais do que bem-vindo.

Condutores termais eficientes em nano e microescala também são uma demanda em vários outros campos, das células solares aos radares.

"O mais importante da descoberta é a possibilidade de melhorar fortemente a propriedade de condução termal do grafeno isotopicamente puro sem alterar substancialmente suas outras propriedades físicas, elétricos ou ópticas," destaca o professor Alexander Balandin, outro membro da equipe.

Bibliografia:

Thermal conductivity of isotopically modified graphene
Shanshan Chen, Qingzhi Wu, Columbia Mishra, Junyong Kang, Hengji Zhang, Kyeongjae Cho, Weiwei Cai, Alexander A. Balandin, Rodney S. Ruoff
Nature Materials
10 January 2012
Vol.: Published online
DOI: 10.1038/nmat3207




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