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Fujitsu desarrolla con éxito la tecnología de láminas adhesivas de nanotubos flexibles para vehículo eléctrico

Fujitsu Laboratories ha anunciado el desarrollo de la primera lámina adhesiva del mundo, compuesta por nanotubos de carbono con una conductividad térmica extremadamente alta, de hasta 100 W/mK (vatios por metro por Kelvin).

Los nanotubos de carbono tienen una alta conductividad térmica y representan una opción prometedora para la disipación de temperatura de las fuentes de calor, incluyendo los dispositivos semiconductores. Sin embargo, el material sigue siendo difícil de manejar debido a su fragilidad, haciéndolo poco práctico para muchos propósitos. Para hacer frente a esta situación, la multinacional ha desarrollado, con éxito, una tecnología para laminar nanotubos de carbono alineados verticalmente, manteniendo al mismo tiempo sus características originales de alta conductividad térmica y flexibilidad, así como una tecnología para unirlos con suficiente adhesión. Esto facilita el corte y la manipulación de las láminas de nanotubos de carbono, lo que permite utilizarlas como material de disipación de calor, por ejemplo, en módulos de energía automotriz para vehículos eléctricos (EV).

Los vehículos eléctricos se están utilizando cada vez más, a medida que se aceleran los esfuerzos por regular los gases de efecto invernadero en todo el mundo. A pesar de ello, el hecho de que los vehículos eléctricos sean más caros que los de gasolina y carezcan de rangos de conducción similares sigue obstaculizando su adopción generalizada.

Para mejorar estas limitaciones a su uso, se han hecho esfuerzos para desarrollar dispositivos semiconductores que utilizan carburo de silicio o nitruro de galio, como material alternativo al silicio comúnmente usado, para reducir el tamaño, el peso, el consumo de energía y el coste de los módulos de energía de los vehículos eléctricos. Sin embargo, para que esto sea una realidad, deben resolverse las contramedidas para hacer frente al calor generado en torno a los dispositivos semiconductores, debido a la miniaturización de los módulos y de los componentes, tales como los materiales de disipación de calor o los de unión, que deben diseñarse para lograr niveles sin precedentes de resistencia y de conductividad térmica.

Los nanotubos de carbono, un tipo de material nanotecnológico hecho de átomos de carbono, tienen una conductividad térmica que es unas 10 veces mayor que la del cobre. Un uso potencial de este material es su utilización como disipador de temperatura de fuentes de calor como los dispositivos semiconductores. En 2017, Fujitsu desarrolló una lámina de alta conductividad térmica utilizando nanotubos de carbono, pero para mantener la forma de la lámina, ésta se sinteriza y moldea a una temperatura ultra alta de 2000 °C o superior, lo que da como resultado un material que es inflexible. Una lámina dura puede adherirse a materiales planos, pero no es adecuada para unir materiales que son desiguales, lo que reduce los usos en los que se puede aplicar.

Además, en las zonas que rodean a los dispositivos semiconductores en las que la fiabilidad es esencial, es necesario unir tanto el semiconductor como el disipador térmico mediante una lámina de reducción de calor compuesta por nanotubos de carbono, para seguir el cambio de forma causado por las diferencias de temperatura, antes y después de que el dispositivo funcione. En general, los nanotubos de carbono se hacen adhesivos mezclándolos con un material adhesivo como la resina o el caucho, formando una lámina. Sin embargo, debido a que estos materiales adhesivos tienen una baja conductividad térmica, ha sido extremadamente difícil lograr niveles suficientes, tanto de conductividad térmica, como de adhesión.

Noticias sobre movilidad sostenible - ecomotion | Publicada por Pilar Catalina | 29 de abril de 2020 | 459

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