Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

"Weißes Graphen" verspricht gute Kühlung

16.07.2015

3D-Strukturen können Wärme effizient in alle Richtungen leiten

Dreidimensionale Strukturen aus Bornitrid, bekannt als "weißes Graphen", scheinen geeignet, um kompakte Elektronik besonders effizient zu kühlen. Das haben Forscher der Rice University http://rice.edu  festgestellt. Denn solch ein Aufbau kann Wärme effizient in alle Richtungen statt nur in einer Ebene leiten.


Sechsecke in 3D: kühlende Materialstruktur

Foto: Shasavari Group, rice.edu

Der Ansatz ist den Forschern zufolge beispielsweise für Elektronik aus mehreren Schichten des Kohlenstoffmaterials Graphen interessant, in der ansonsten einzelne Lagen überhitzen könnten.

"Üblicherweise ist es bei jeder Elektronik sehr wünschenswert, Wärme so schnell und effizient wie möglich aus dem System abzuleiten", sagt der Rice-Materialwissenschaftler Rouzbeh Shahsavari. Doch bei in Schichten aufgebauter Elektronik breitet sich Wärme meist nur entlang der jeweiligen Leiterebene, aber nicht von Schicht zu Schicht aus.

"Mehrere übereinandergelegt Graphenschichten sind dafür ein gutes Beispiel." Da das Kohlenstoffmaterial ein großer Hoffnungsträger für noch kompaktere Elektronik ist, sind passende Kühlansätze entsprechend wichtig. Dafür ist laut Rice-Team Bornitrid ein heißer Kandidat.

Partner mit Doppelfunktion

Bornitrid verdankt den Namen weißes Graphen der Tatsache, dass es in zweidimensionaler Form den gleichen Hexagonalgitteraufbau zeigt wie Graphen. Zudem leitet es ebenso gut Wärme - zunächst ebenfalls in einer Ebene.

Allerdings konnten Shahsavari und Kollegen in Modellrechnungen zeigen, dass ein geeigneter 3D-Aufbau die Hitze auch effizient von Schicht zu Schicht weitergibt. Die Struktur besteht aus Bornitrid-Lagen, die durch Nanoröhrchen aus dem gleichen Material verbunden sind. Wie gut die Wärme von Schicht zu Schicht geleitet wird, hängt dabei von der genauen Form der Nanoröhrchen ab.

Im Gegensatz zu echtem Graphen leitet weißes Graphen Strom nicht, könnte also auch Schaltkreise aus Graphen voneinander abschirmen. Damit kommt dem Material potenziell eine wichtige Doppelrolle zu. "Angesichts der isolierenden Eigenschaften von Bornitrid kann es die Schaffung von Graphen-basierter 3D-Nanoelektronik ermöglichen und ergänzen", meint Shahsavari.

Interessant ist dabei zudem, dass es mit einem passenden Aufbau möglich wäre, den Wärmefluss in einem System gezielt zu steuern - beispielsweise, dass sich Wärme in einem Bereich deutlich schneller in die eine als in die andere Richtung ausbreitet.

Thomas Pichler | pressetext.redaktion

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht TU Ilmenau entwickelt Chiptechnologie von morgen
20.04.2017 | Technische Universität Ilmenau

nachricht Datenschutzwächter sichert Smart Homes
20.04.2017 | FZI Forschungszentrum Informatik am Karlsruher Institut für Technologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Immunzellen helfen bei elektrischer Reizleitung im Herzen

Erstmals elektrische Kopplung von Muskelzellen und Makrophagen im Herzen nachgewiesen / Erkenntnisse könnten neue Therapieansätze bei Herzinfarkt und Herzrhythmus-Störungen ermöglichen / Publikation am 20. April 2017 in Cell

Makrophagen, auch Fresszellen genannt, sind Teil des Immunsystems und spielen eine wesentliche Rolle in der Abwehr von Krankheitserregern und bei der...

Im Focus: Tief im Inneren von M87

Die Galaxie M87 enthält ein supermassereiches Schwarzes Loch von sechs Milliarden Sonnenmassen im Zentrum. Ihr leuchtkräftiger Jet dominiert das beobachtete Spektrum über einen Frequenzbereich von 10 Größenordnungen. Aufgrund ihrer Nähe, des ausgeprägten Jets und des sehr massereichen Schwarzen Lochs stellt M87 ein ideales Laboratorium dar, um die Entstehung, Beschleunigung und Bündelung der Materie in relativistischen Jets zu erforschen. Ein Forscherteam unter der Leitung von Silke Britzen vom MPIfR Bonn liefert Hinweise für die Verbindung von Akkretionsscheibe und Jet von M87 durch turbulente Prozesse und damit neue Erkenntnisse für das Problem des Ursprungs von astrophysikalischen Jets.

Supermassereiche Schwarze Löcher in den Zentren von Galaxien sind eines der rätselhaftesten Phänomene in der modernen Astrophysik. Ihr gewaltiger...

Im Focus: Deep inside Galaxy M87

The nearby, giant radio galaxy M87 hosts a supermassive black hole (BH) and is well-known for its bright jet dominating the spectrum over ten orders of magnitude in frequency. Due to its proximity, jet prominence, and the large black hole mass, M87 is the best laboratory for investigating the formation, acceleration, and collimation of relativistic jets. A research team led by Silke Britzen from the Max Planck Institute for Radio Astronomy in Bonn, Germany, has found strong indication for turbulent processes connecting the accretion disk and the jet of that galaxy providing insights into the longstanding problem of the origin of astrophysical jets.

Supermassive black holes form some of the most enigmatic phenomena in astrophysics. Their enormous energy output is supposed to be generated by the...

Im Focus: Neu entdeckter Exoplanet könnte bester Kandidat für die Suche nach Leben sein

Supererde in bewohnbarer Zone um aktivitätsschwachen roten Zwergstern gefunden

Ein Exoplanet, der 40 Lichtjahre von der Erde entfernt einen roten Zwergstern umkreist, könnte in naher Zukunft der beste Ort sein, um außerhalb des...

Im Focus: Resistiver Schaltmechanismus aufgeklärt

Sie erlauben energiesparendes Schalten innerhalb von Nanosekunden, und die gespeicherten Informationen bleiben auf Dauer erhalten: ReRAM-Speicher gelten als Hoffnungsträger für die Datenspeicher der Zukunft.

Wie ReRAM-Zellen genau funktionieren, ist jedoch bisher nicht vollständig verstanden. Insbesondere die Details der ablaufenden chemischen Reaktionen geben den...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungen

Baukultur: Mehr Qualität durch Gestaltungsbeiräte

21.04.2017 | Veranstaltungen

Licht - ein Werkzeug für die Laborbranche

20.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Intelligenter Werkstattwagen unterstützt Mensch in der Produktion

21.04.2017 | HANNOVER MESSE

Forschungszentrum Jülich auf der Hannover Messe 2017

21.04.2017 | HANNOVER MESSE

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungsnachrichten