امکان تحول گوشی‌های هوشمند با کشف یک ماده سرامیکی جدید

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما؛ مهندسان دانشگاه نورثایسترن نوع جدیدی از سرامیک را ایجاد کرده اند که می تواند به شکل‌های ریز و پیچیده درآید و طیف گسترد‌ه ای از کاربرد‌های جدید در صنایع الکترونیک را ایجاد کند.

این مواد ابداعی که به عنوان سرامیک‌های 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 طراحی و ساخت وسایل الکترونیکی از جمله تلفن‌های 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 دارد. در تحقیقات ما هر چند وقت یکبار، 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 سرامیک‌ها 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 میگوید: 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. سرامیک‌های گرماشکل پذیر در آنچه ما دیده ایم و خوانده ایم، واقعاً وجود ندارند. پس این یک مرز جدید در مواد است.

خنک کننده دستگاه‌های الکترونیکی با چگالی بالا

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

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

بایس میگوید: ضخامت مواد ما می تواند کمتر از یک میلیمتر 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 سیستم‌های دیگر یا فرکانس‌های رادیویی مورد استفاده در تلفن‌های 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 کنونی خواهد بود.

این مطالعه در مجله Advanced Materials منتشر شده است.