Медь + графен: ученые создали материал для охлаждения электроники

Ученые придумали новый способ создавать легкие и прочные материалы, которые могут защитить электронику от перегрева. Они сделали это, соединив медь и графен — два материала, которые сами по себе уже известны своими полезными свойствами.

Медь хорошо проводит тепло, а графен — легкий и прочный. Вместе они образуют композит, который может стать отличной заменой обычной меди в теплообменниках.

Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Applied Surface Science.

Современные устройства, от смартфонов до электродвигателей, становятся все мощнее, а значит, сильнее нагреваются. Чтобы избежать перегрева, используют медные теплоотводы. Но у них есть минусы: они тяжелые и дорогие. Ученые предложили альтернативу — композитные материалы из меди и графена. Они легче, прочнее и лучше проводят тепло.

Как же создали такой материал? Ученые использовали плазменно-химический синтез. Это звучит сложно, но на самом деле метод довольно простой. В плазменной струе, созданной с помощью специального устройства, смешивали медь и газы (пропан и бутан). В результате получались наночастицы меди, покрытые графеном. Эти частицы имеют ядро из меди и оболочку из графена, что делает их одновременно прочными и легкими.

Чтобы понять, как именно образуются такие частицы, ученые провели эксперименты и компьютерное моделирование. Они выяснили, что в зависимости от скорости движения частиц меди в плазменной струе, графен может либо обернуть медь, как фантик, либо разорваться, если скорость слишком высокая. Это знание поможет в будущем улучшить процесс создания таких композитов.

Карина Крылова, одна из участниц проекта, рассказала:

Наш метод прост и эффективен. Он позволяет создавать материалы, которые могут заменить медь в микроэлектронике и теплообменниках. Мы уже предсказали, что эти композиты будут очень прочными, и это откроет новые возможности для их применения.

Ранее ученые заявили, что из графена получлся бы непревзойденного качества бронежилет.

Фото: Участник исследования, Карина Крылова. Источник: Карина Крылова.

04.03.2025