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

AI löser säkerhetshot

20 mars 2019

Bristen på it-säkerhetspersonal gör att allt fler företag söker nya lösningar. Som att ta hjälp från externa leverantörer, investeringar i automatiserade säkerhetslösningar via AI, samt allt större satsningar på utbildning av anställda som arbetar med it-säkerhet.

Bisyssla i 3D

20 mars 2019

3D-bilder av humlornas fasettögon avslöjar varför stora individer ser bättre än små. Extra god syn framåt och uppåt gör det lättare att upptäcka blommor på långt håll samt att hitta små blommor. Kunskapen hjälper forskarna förstå hur pollineringen påverkas i olika klimatzoner.

Skolans nya stress

19 mars 2019

Idag ska åtta av tio lärare dokumentera elevernas lärande i en lärplattform. Nu visar en rapport från Lärarförbundet att plattformarna fungerar dåligt och spär på lärarnas arbetsbelastning.

Bättre koll på elen

19 mars 2019

Öresundskraft använder sig av en teknik som gör att ledningarna håller koll på om det kommer ett strömavbrott. Med hjälp av lösningen ska bolaget kunna agera snabbare och framöver även kunna undvika avbrott.

Passar perfekt i 3D

18 mars 2019

De flesta har väl stått i ett provrum och undrat om kläderna är måttade efter Snövits sju dvärgar. För e-handelskunder blir lösningen att beställa hem flera plagg och skicka tillbaka de som inte passar, vilket är ett växande miljöproblem. Avatarer och 3D öppnar nya möjligheter att hitta rätt storlekar.

SKL:s plan till regeringen

18 mars 2019

Idag har regeringen tagit emot SKL:s nationella handlingsplan för digitalisering av skolan. I rapporten finns totalt 18 konkreta initiativ som ska ta tillvara digitaliserings möjligheter.