Um nanocompósito inventado na Brown School of Engineering da Rice University promete ser um material dielétrico de alta temperatura superior para eletrônicos flexíveis, armazenamento de energia e dispositivos elétricos.

O nanocompósito combina nanofibras de polímero unidimensionais e nanofolhas de nitreto de boro bidimensionais. As nanofibras reforçam o material de automontagem, enquanto as nanofolhas de "grafeno branco" fornecem uma rede termicamente condutora que permite suportar o calor que quebra os dielétricos comuns, os isoladores polarizados em baterias e outros dispositivos que separam eletrodos positivos e negativos.

A descoberta do laboratório do cientista de materiais do Rice, Pulickel Ajayan, é detalhada em Materiais Funcionais Avançados.

Cientista pesquisador M.M. Rahman e o pesquisador de pós-doutorado Anand Puthirath do laboratório de Ajayan conduziram o estudo para enfrentar o desafio apresentado pela eletrônica de próxima geração:os dielétricos devem ser finos, difícil, flexível e capaz de resistir a ambientes hostis.

"A cerâmica é um dielétrico muito bom, mas é mecanicamente frágil, "Rahman disse sobre o material comum." Por outro lado, polímero é um bom dielétrico com boas propriedades mecânicas, mas sua tolerância térmica é muito baixa. "

O nitreto de boro é um isolante elétrico, mas felizmente dispersa o calor, ele disse. "Quando combinamos a nanofibra de polímero com nitreto de boro, temos um material mecanicamente excepcional, e muito estável térmica e quimicamente, "Disse Rahman.

O material de 12 a 15 mícrons de espessura atua como um dissipador de calor eficaz de até 250 graus Celsius (482 graus Fahrenheit), de acordo com os pesquisadores. Os testes mostraram que a combinação de nanofibras de polímero-nitreto de boro dispersou calor quatro vezes melhor do que o polímero sozinho.

Em sua forma mais simples, uma única camada de nanofibras de poliaramida se liga por meio de forças de van der Waals a uma polvilhação de flocos de nitreto de boro, 10% em peso do produto final. Os flocos são densos o suficiente para formar uma rede de dissipação de calor que ainda permite que o composto retenha sua flexibilidade, e até dobrabilidade, ao mesmo tempo em que mantém sua robustez. A estratificação de poliaramida e nitreto de boro pode tornar o material mais espesso, mantendo a flexibilidade, de acordo com os pesquisadores.

"A nanofibra poliaramida 1D tem muitas propriedades interessantes, exceto a condutividade térmica, "Rahman disse." E o nitreto de boro é um material 2-D muito interessante agora. Ambos têm propriedades independentes diferentes, mas quando eles estão juntos, eles fazem algo muito único. "

Rahman disse que o material é escalonável e deve ser fácil de incorporar na fabricação.