Si può ancora fare molto per avere dispositivi più freschi e più compatti, o per renderli ancora più potenti senza farli diventare dei tizzoni ardenti. Ci hanno pensato alla Georgia Tech University, dove alcuni ricercatori hanno sviluppato un nuovo materiale che promette una migliore dissipazione del calore.
Sì perché se c'è dell'elettricità allora ci sarà del calore di cui liberarsi. È una regola semplice eppure complicatissima da gestire, e riguarda praticamente ogni oggetto, dalle automobili ai televisori, passando da computer e smartphone.
Virendra Singh, Baratunde Cola e Thomas Bougher
Il problema è che solo una parte dell'energia serve a "fare il lavoro", mentre il resto degli elettroni scalda il materiale (i fili, il processore o altri elementi), e questo calore rischia di danneggiare i dispositivi. Senza la giusta dissipazione di calore il nostro computer non potrebbe funzionare, così come lo smartphone – o anche la lavatrice.
Per gestire il problema finora si è lavorato in due direzioni: da una parte alla progettazione di circuiti sempre più efficienti dal punto di vista energetico, e dall'altra a materiali sempre migliori per dissipare il calore. Dalla Georgia Tech University arriva un nuovo approccio, che potrebbe in pochi anni cambiare radicalmente lo scenario.
Virendra Singh (ricercatore senior), Baratunde Cola (professore) e Thomas Bougher (dottorando) hanno infatti sviluppato un polimero di nuova concezione che non solo può resistere a temperature altissime (fino a 200 gradi), ma anche dissiparle meglio.
Il segreto sta nella migliore aderenza: in altre parole questo polimero si può "spalmare" sul dispositivo, come la pasta termica sui processori, in modo molto migliore rispetto ai prodotti attuali. Questo consente di prendere più energia termica, da allontanare poi da circuiti.
"Questo materiale potrebbe permetterci di progettare i dispositivi elettronici in modi diversi" ha commentato Barantude Cola. Il bello è che nemmeno i ricercatori hanno ben chiaro che cosa accade: hanno realizzato un polimero insolito, perché invece di isolare termicamente – come fanno i polimeri abitualmente – conduce il calore grazie a una struttura che è simile a quelle cristalline.
Ecco quindi il polythiophene, nel quale "catene allineate di polimeri in nanofibre facilitano il trasferimento di fotoni, ma senza l'instabilità associata con le strutture cristalline", spiega ancora Cola. "La formazione di nanofibre produce un materiale amorfo con una conduttività termica fino a 4,4 watt per metro-Kelvin a temperatura ambiente".
Il nuovo materiale al microscopio
"Una volta formate le catene di monomeri, le nanofibre sono incrociate (tra loro, NdR) con un processo di elettropolimerizzazione, e la struttura di supporto viene rimossa. Ciò che ne risulta si può abbinare a dispositivi elettronici tramite un liquido come l'acqua o un solvente, che sparge le fibre e crea adesione tramite azione capillare e forze di Van Der Waals".
Applicato in questo modo il materiale resta amorfo invece di mutare in una struttura cristallina, e questo permette di ottenere l'agognato risultato. Lo strato di contatto sulla superficie "calda" è spesso solo tre micron, molto meno rispetto ai 50-75 micron delle soluzioni attuali. Ed ecco perché si pensa che questa soluzione possa cambiare radicalmente l'approccio al design, dal PC allo smartphone.
Cola ha già costituito una società, Carbice Nanotechnologies, per sfruttare tecnologicamente questa ricerca; è infatti già stato richiesto un brevetto, attualmente in fase di approvazione.