p Um dos maiores problemas no projeto de componentes eletrônicos é livrar-se do excesso de calor. Agora, Os pesquisadores do A * STAR encontraram uma maneira simples de variar o fluxo de calor no grafeno, um avanço que melhorará as tentativas de dar bom uso ao calor supérfluo em eletrônicos. p Grafeno, um material bidimensional que consiste em uma folha de carbono de um átomo de espessura, tem uma condutividade térmica extraordinariamente alta. Liu Xiangjun do Instituto A * STAR de Computação de Alto Desempenho e colegas de trabalho desenvolveram uma maneira de diminuir a condutividade térmica do grafeno, permitindo que o excesso de calor seja desviado para componentes que podem dissipá-lo ou até mesmo transformá-lo em eletricidade.

p As simulações da equipe mostraram que prender o grafeno entre duas outras folhas de grafeno irá, com apenas pressão moderada, reduza a condutividade térmica em um terço. Adicionar mais grampos e variar a pressão permite que o fluxo de calor seja ajustado, criando um 'modulador térmico', semelhante a componentes elétricos, como resistores variáveis ​​que controlam o fluxo de eletricidade.

p Outra vantagem é que o grampo não causa danos permanentes ao grafeno. Abordagens populares para alterar as propriedades térmicas do grafeno incluem dopagem ou introdução de defeitos em sua estrutura, que mudam o material permanentemente. A abordagem da equipe A * STAR, Contudo, oferece um ganho considerável. "Não altera a estrutura do cristal e é totalmente reversível - se a pressão for removida, o grafeno retorna ao seu estado original, "explica Liu.

p O projeto da equipe foi desenvolvido usando dinâmica molecular para simular o movimento dos fônons, o equivalente térmico dos fótons do eletromagnetismo. Eles descobriram que os fônons estavam sendo espalhados porque a força mecânica estava mudando os níveis de energia dos fônons e causando uma incompatibilidade com os níveis de energia no grafeno não fixado.

p Liu ficou especialmente surpreso ao descobrir que os limites da área presa tiveram a maior mudança de nível de energia e, portanto, dominaram a dispersão, e o efeito foi menos significativo no centro das pinças. "Não esperávamos isso, "Liu disse." Nós revelamos alguns princípios fundamentais que governam o transporte térmico. "

p Para criar mais limites, a equipe mudou sua simulação de uma única área fixada para várias áreas menores e descobriu que a condutividade térmica de fato caiu drasticamente.

p Liu adverte que o efeito depende da natureza bidimensional do grafeno e não funcionará em materiais a granel. "As pessoas estão cada vez mais interessadas em construir circuitos integrados tridimensionais que precisam de materiais bidimensionais. Acho que nossa abordagem pode fazer parte desses sistemas, " ele disse.