Kirigami-Folie kann tragbare Elektronik effektiv kühlen

Wissenschaftler haben eine ultraeffiziente passive Konvektionskühlung mit Zellulose-Nanofaserfilmen demonstriert, die auf Kirigami, der traditionellen japanischen Kunst des Papierfaltens, ähnlich dem Origami, basiert. Der Unterschied zum Origami besteht darin, dass beim Kirigami nicht nur gefaltet, sondern auch Papier geschnitten wird.

Eine neue Entwicklung von Wissenschaftlern des SANKEN (Institute for Scientific and Industrial Research) der Universität Osaka, des Oita National College of Technology und der Tokyo Polytechnic University könnte es ermöglichen, kleine, flexible elektronische Geräte ohne Überhitzung zu betreiben.

Da Computerhersteller versuchen, immer mehr Transistoren in ihre winzigen Geräte zu packen, wird das Problem der übermäßigen Wärmeabgabe immer dringlicher. Herkömmliche passive Kühlsysteme, die einen konvektiven Luftstrom um Kühlkörper aus Metall nutzen, sind oft sperrig und starr. Aber viele kleine tragbare elektronische Geräte werden sich bald auf billigere und flexiblere Wärmeableitungsmethoden verlassen können.

Ein Forscherteam unter der Leitung der Universität Osaka hat herausgefunden, dass eine Folie aus behandelten Zellulose-Nanofasern, die wie ein Kirigami geschnitten ist, die Kühlung erheblich verbessern kann. Die Wissenschaftler verwendeten ein einfaches Kirigami-Muster, das Amikazari genannt wird, und "dehnten" es. Schlitze in der Folie können sich öffnen und große Löcher bilden, durch die Luft strömen kann.

Mit Hilfe der Lasertechnik wurden die Löcher in einem traditionellen Muster geschnitten. Das Team führte einen Test zur Wärmeableitung durch und stellte einen dramatischen Unterschied in der maximalen Temperatur zwischen der Kirigami-Folie und einer ähnlichen Abkühlung mit ungeschnittener Folie fest.

Diese Forschung könnte insbesondere bei der Entwicklung der nächsten Generation von tragbaren Geräten helfen, da diese schwierige Herausforderungen in Bezug auf die Sperrigkeit und Flexibilität von Kühlmaterialien mit sich bringen.

Quelle: techxplore

Abbildungen: Kojiro Uetani et al, NPG Asia Materials