Genom att surfa vidare godkänner du att vi använder cookies. Jag förstår

En smartare it-nyhetssajt

Genombrott för grafen

Forskare vid Chalmers har utvecklat en film av grafenlager som har över 60 procent högre värmeledningsförmåga än grafitfilm, och det trots att grafit består av många lager grafen. Den grafenbaserade filmen har stor potential att bli ett nytt värmeledningsmaterial för miniatyriserad elektronik och andra system med hög effektutveckling.

Text anne hammarskjöld Foto adobestock 6 juli 2018 digit

chalmers-forskar-om-grafen.jpg

Den ständigt pågående miniatyriseringen och integreringen inom elektroniken innebär att svåra överhettningsproblem är ett stort hot mot prestandan och pålitligheten hos modern elektronik och många andra högeffektssystem.

– För att åtgärda detta måste värmeledningsmaterialen bli bättre när det gäller både värmeledningsförmåga, tjocklek, flexibilitet och tålighet, för att matcha de komplexa och högt integrerade kraftsystemen. Kommersiellt tillgängliga värmeledningsmaterial som koppar, aluminium och artificiell grafitfilm kommer inte längre att möta dessa krav, säger professor Johan Liu på Chalmers som leder en forskargrupp som gjort en viktig upptäckt om grafenfilm.

60 procent högre förmåga

Dagens grafitfilmer, som används för att leda bort värme i mobiltelefoner och annan elektronik, har en värmeledningsförmåga på upp till 1950 W/mK. Fram tills nu har grafenforskare antagit att grafenbaserad film inte kan ha högre värmeledningsförmåga än grafitfilm. Ett lager av grafen har en värmeledningsförmåga på mellan
3 500 och 5 000 W/mK. Om man lägger ihop två grafenlager blir de i teorin grafit, eftersom grafen är ett enda lager av grafit.

Men nu har Johan Liu och hans forskargrupp utvecklat en film av flera grafenlager som har en värmeledningsförmåga på upp till 3 200 W/mK, vilket är drygt 60 procent högre än hos de bästa grafitfilmerna. Den höga värmeledningsförmågan är ett resultat av stor kornstorlek, god platthet och svag bindningsenergi mellan grafenlagren.

Samarbete med Shanghai University

Dessutom har forskarna upptäckt att grafenfilmen har nästan tre gånger högre mekanisk draghållfasthet än grafitfilm – den uppnår 70 MPa.

– Med fördelarna ultrahög värmeledningsförmåga och tunna, flexibla och robusta strukturer har grafenfilmen stor potential för att bli ett nytt värmeledningsmaterial för fortsatt byggande av miniatyriserad elektronik och av andra system med hög effektutveckling, säger Johan Liu.

Chalmersforskarna har samarbetat med forskargrupper vid Uppsala universitet och SHT Smart High Tech i Sverige, Shanghai University and Tongji University i Kina, samt University of Colorado Boulder i USA.

Senaste nytt

Säkerhet för 500 mdr

21 januari 2021

De globala investeringarna i cybersäkerhet kommer att öka med 10 procent under 2021. Det beror på att utbudet av hot breddas och nya sårbarheter dyker upp, samtidigt som attackfrekvensen lär fortsätta öka.

Kvantdator fixar flygrutt

21 januari 2021

Att låta en kvantdator lägga flygrutter skulle spara enorma mängder tid. Nu är forskare vid Chalmers tekniska högskola en lösning på spåren.

Fem hållbara tips

21 januari 2021

Den 24 januari är det Circular Electronics Day. När fler och fler företag och organisationer ansluter sig till TCO Developments initiativ passar organisationen som delar ut hållbarhetscertifieringar på att tipsa om hur alla kan bidra till en mer cirkulär it-hantering. 

Sveriges 5G-vinnare

20 januari 2021

Auktionerna för de olika GHz-banden i 5G-näten är nu avslutad och det blir fyra aktörer som delar på det tilldelade utrymmet. Men fortfarande är Huaweis roll i utvecklingen av det svenska 5G-nätet oklar.

Digitala kramar

20 januari 2021

Pandemi och restriktioner gör att vi inte kan ses och kramas i samma utsträckning som tidigare. Men enligt forskning kan en digital kram ge liknande effekter som en verklig.

Bronsåldern i 3D

19 januari 2021

Nu kan du bli ägare till en bronsålderskniv och en exakt kopia av originalet som har hittats i Lugnarohögen i Laholm. Kniven är 3D-printad och är utvecklad i ett samarbetsprojekt mellan Fablab vid Högskolan i Halmstad och Laholms kommun.