Um estudo publicado na revista Advanced Functional Materials apresentou uma fita termicamente condutora e eletricamente isolante desenvolvida para dispositivos eletrônicos compactos. O material, formado por camadas de papel de grafeno, adesivo polimérico e boronita de potássio, mostrou desempenho superior a soluções comerciais ao reduzir temperaturas de operação em laptops e smartphones.
Como é composta a fita
A estrutura tem aproximadamente 300 µm de espessura e três camadas principais:
- Núcleo de papel de grafeno (100 µm) com condutividade térmica na direção do plano de 578 W/m·K.
- Adesivo PBCOEA (poly-2-butylamino carbonyl oxy ethyl acrylate) reforçado com 10% de nanossegas de nitreto de boro, responsável por ligar as camadas e reduzir a resistência de contato para 8,9 mm²·K/W.
- Camada externa de borracha de silicone contendo 70% de flocos de nitreto de boro, que garante isolamento elétrico e estabilidade mecânica.
Desempenho térmico e elétrico
Com a fita completa, a condutividade térmica no plano atingiu 121 W/m·K, enquanto na espessura foi de 1,3 W/m·K. Ensaios elétricos apontaram resistividade volumétrica de 5 × 1011 Ω·cm a 100 V e rigidez dielétrica média de 36,9 kV/mm.
Testes em dispositivos reais
No interior de um laptop com dissipadores a heat pipe, a aplicação da fita reduziu a temperatura do processador para 78 °C sob carga total, 9 °C abaixo do sistema original e 6 °C abaixo de um filme composto comercial. Em um smartphone sem ventilação, o acréscimo de uma lâmina de 285 µm sob a tampa traseira diminuiu o pico térmico em 5,4 °C e eliminou variações de taxa de quadros durante reprodução de vídeo 4K.
Resistência mecânica e estabilidade
A fita suporta curvatura de 5 mm de raio e alongamento superior a dez vezes o comprimento inicial, apresentando resistência à tração de 9 MPa quando o núcleo de grafeno mede 100 µm. O material manteve integridade térmica até 260 °C; a 135 °C sua condutividade no plano caiu para 87 W/m·K.
Imagem: Nanowerk https
Os autores afirmam que a composição pode ser ajustada para equilibrar espessura, condutividade e flexibilidade, além de ser produzida por técnicas industriais como doctor blading, laminação e prensagem a quente.
Com informações de Nanowerk
