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Il grafene bianco per controllare il flusso di calore

Salve community, due ricercatori della Rice University hanno scoperto che esiste una possibilità di usare strutture tridimensionali di nitruro di boro per controllare il flusso di calore a livello microscopico. Nella sua forma bidimensionale il nitruro di boro esagonale assomiglia ad un foglio di atomi di carbonio, per questo conosciuto anche con il nome di grafene bianco. Il nitruro di boro è un isolante ma anche un buon conduttore del calore, mentre il grafene puro è un conduttore.

In tutti i dispositivi elettronici è piuttosto desiderabile portare il calore fuori dal sistema nella maniera più efficiente e veloce possibile. Uno dei rovesci della medaglia, specialmente quando si ha a che fare con materiali organizzati a diversi livelli e su un substrato, è che il calore si muove velocemente in una direzione lungo un piano conduttivo, ma non così bene tra i vari livelli. Molteplici strati di grafene sono un buon esempio di tutto ciò.

Il calore oltre a muoversi attraverso i piani di nitruro di boro è in grado di muoversi in tutte le direzioni in una struttura tridimensionale costituita da fogli di grafene bianco collegati tra loro da nanotubi di nitruro di boro.

boron

I ricercatori hanno calcolato in che modo i fononi viaggiano realizzando quattro diverse strutture con nanotubi di varia lunghezza e densità. Alcuni test hanno dimostrato che le giunzioni tra i nanotubi e i piani rallentano il flusso di fononi da strato a strato e che la velocità dei movimento dei fononi dipende dalla lunghezza dei nanotubi di nitruro di boro. Più sono corti, maggiormente rallentano il flusso di calore.

Questo sistema di gestione termica tridimensionale può aprire una serie di opportunità per gli interruttori e i raddrizzatori termici, dove il calore che fluisce in una direzione può essere differente da quello che fluisce nella direzione opposta. E’ possibile ottenere tutto ciò cambiando la forma del materiale o la sua massa per creare un interruttore. Il calore si sposterebbe sempre lungo una strada preferenziale e nella direzione opposta fluirebbe più lentamente.

Date le proprietà isolanti del nitruro di boro, si può abilitare e completare la creazione di dispositivi nanoelettronici tridimensionali basati sul grafene.

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LucaH2

CEO e Fondatore di questo blog, sono un perito industriale capo-tecnico specializzazione Chimica, ma amo la tecnologia. Sono un appassionato di tutte le novità tecnologiche, con abbastanza esperienza sui sistemi di rete, hardware e software.

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