Un nanocompuesto inventado en la Escuela de Ingeniería Brown de la Universidad de Rice promete ser un material dieléctrico de alta temperatura superior para la electrónica flexible. almacenamiento de energía y dispositivos eléctricos.

El nanocompuesto combina nanofibras poliméricas unidimensionales y nanoláminas bidimensionales de nitruro de boro. Las nanofibras refuerzan el material de autoensamblaje, mientras que las nanohojas de "grafeno blanco" proporcionan una red termoconductora que le permite resistir el calor que descompone los dieléctricos comunes. los aisladores polarizados en las baterías y otros dispositivos que separan los electrodos positivos y negativos.

El descubrimiento realizado por el laboratorio del científico de materiales de Rice Pulickel Ajayan se detalla en Materiales funcionales avanzados.

El científico investigador M.M. Rahman y el investigador postdoctoral Anand Puthirath del laboratorio Ajayan dirigieron el estudio para enfrentar el desafío que plantea la electrónica de próxima generación:los dieléctricos deben ser delgados, difícil, flexible y capaz de soportar entornos hostiles.

"La cerámica es un dieléctrico muy bueno, pero es mecánicamente frágil, "Rahman dijo sobre el material común". Por otro lado, el polímero es un buen dieléctrico con buenas propiedades mecánicas, pero su tolerancia térmica es muy baja ".

El nitruro de boro es un aislante eléctrico, pero felizmente dispersa el calor, él dijo. "Cuando combinamos la nanofibra polimérica con nitruro de boro, tenemos un material que es mecánicamente excepcional, y térmica y químicamente muy estable, "Dijo Rahman.

El material de 12 a 15 micrones de espesor actúa como un disipador de calor efectivo hasta 250 grados Celsius (482 grados Fahrenheit), según los investigadores. Las pruebas mostraron que la combinación de nanofibras de polímero y nitruro de boro dispersó el calor cuatro veces mejor que el polímero solo.

En su forma más simple, una sola capa de nanofibras de poliaramida se une a través de las fuerzas de van der Waals a una pizca de escamas de nitruro de boro, 10% en peso del producto final. Las escamas son lo suficientemente densas como para formar una red de disipación de calor que aún permite que el compuesto conserve su flexibilidad. e incluso plegabilidad, manteniendo su robustez. La aplicación de capas de poliaramida y nitruro de boro puede hacer que el material sea más grueso y, al mismo tiempo, conservar la flexibilidad. según los investigadores.

"La nanofibra de poliaramida 1D tiene muchas propiedades interesantes, excepto la conductividad térmica, ", Dijo Rahman." Y el nitruro de boro es un material 2-D muy interesante en este momento. Ambos tienen diferentes propiedades independientes, pero cuando estan juntos hacen algo muy único ".

Rahman dijo que el material es escalable y debería ser fácil de incorporar a la fabricación.