Descoperirea unei metode de îmbunătăţire şi reglare a conductivităţii termice a materialelor, considerată până acum ca o valoare fixă, ce nu poate fi ajustată, poate sta la baza dezvoltării de noi mijloace de răcire a dispozitivelor electronice şi a laserelor.
Cercetătorii, conduşi de profesorul Deyu Li, de la Universitatea Vanderbilt au descoperit că proprietăţile termo-conductoare ale unor fâşii de material, numite nano-panglici de bor, pot fi îmbunătăţite cu până la 45%, în funcţie de procesul folosit la lipirea lor. Chiar dacă în experiment au fost folosite nano-panglici de bor, rezultatele pot fi aplicabile şi altor materiale fine tip film.
Forţa care reuneşte două nano-panglici este o atracţie electrostatică intermoleculară slabă, numită forţa van der Waals (denumită după numele lui Johannes Diderik van der Waals, laureat al Premiului Nobel în 1910, care a presupus existenţa moleculelor, forma lor finită şi atracţia dintre ele).
Profesorul Li explică cum s-a realizat descoperirea: „în mod tradiţional, se considera că fononii (cvasiparticule asociate oscilaţiilor unei reţele cristaline) care transmit căldura sunt împrăştiaţi la interfeţele van der Waals, având ca rezultat o conductivitate termică a ansamblului egală cu cea a fiecărei panglici. Am demonstrat reversul acestei teorii şi am arătat că fononii pot traversa aceste interfeţe fără a fi împrăştiaţi, îmbunătăţind considerabil conductivitatea termică.”
Mai mult, cercetătorii au observat că pot controla nivelul minim şi maxim al conductivităţii termice prin tratarea interfeţelor (suprafeţele de contact dintre componentele ansamblului) perechilor de nano-panglici cu diverse soluţii. De exemplu, au stropit interfaţa unei perechi de nano-panglici cu alcool izopropilic, au unit panglicile şi le-au lăsat să se usuce, iar conductivitatea termică a rămas aceeaşi cu a unei singure panglici. În schimb, când le-au udat cu alcool pur şi le-au lăsat la uscat, conductivitatea a crescut.
Descoperirea poate schimba modul de construcţie a dispozitivelor microelectronice, cum ar fi cipurile de calculator, dar şi modul de utilizare a materialelor nano-compozite.
