НАУКА

Эластичный материал научили проводить тепло без тока


Эластичный материал научили проводить тепло без тока
Достижения в области гибкой электроники дают множество оптимистических обещаний. В частности, учёные разрабатывают устройства, которые cмогут следить за здоровьем и даже по мере необходимости вводить лекарства. С другой стороны, не меньший интерес вызывает сейчас мягкая робототехника, которая также нуждается в гибкой электронике для своей бесперебойной работы.
Но в этой области остаётся нерешённой важнейшая проблема — отвод тепла при сохранении мягкости и эластичности. То есть необходимы технологии, которые, к примеру, позволят использовать растяжимые носимые устройства без опасности получить ожог.
Команда исследователей из Университета Карнеги-Меллон под руководством Кэрмела Маджиди (Carmel Majidi) для решения этой задачи разработала новый сверхэластичный композитный материал, который получил название thubber (от слов thermally conductive rubber, или "проводящая тепло резина"). Он представляет собой мягкий эластомер, в котором распределены капельки нетоксичного жидкого металла.

При растяжении, которое, кстати, может быть шестикратным, капли вытягиваются, образуя теплоотводящие пути. Таким образом, тепло может достаточно эффективно отводиться от электронных компонентов, встроенных в материал. При этом, несмотря на присутствие металла, thubber остаётся электрическим изолятором, то есть он не проводит ток.
Для демонстрации потенциала своего материала исследователи изготовили светодиодный браслет безопасности, который предназначается для спортсменов, занимающихся в тёмное время суток. Тhubber эффективно рассеивал тепло, выделяемое светодиодами, делая ношение браслета на ноге человека действительно комфортным и безопасным.
Кроме этого, учёные создали мягкую роботизированную рыбку, хвост которой был изготовлен из нового композита. Устройство перемещалось в аквариуме без традиционных моторов и приводов.

 
Описание нового материала и результаты его тестирования были представлены в статье, опубликованной в журнале PNAS.
"До сих пор устройства высокой мощности для отведения от них тепла должны были размещаться на жёсткой нерастяжимой подложке, что было единственной эффективной технологией, — рассказывает соавтор исследования Джонатан Мэйлен (Jonathan Malen) в пресс-релизе университета. – Теперь мы можем создавать гибкие основы для светодиодных лампочек или компьютерных процессоров, которые обеспечивают высокую производительность без перегрева и позволяют устройствам оставаться гибкими".
Добавим, что не так давно материаловеды представили первый металл, который проводит ток без нагревания.


СМОТРИ ТАКЖЕ