我国成功研发首台米级深海遥控作业型潜水器海(21)
美开发出新型热界面材料 助200℃高温电子设备散热
[导读]科技日报讯聚合物材料通常都是热绝缘体,但美国研究人员通过电聚合过程使聚合物纤维排成整齐阵列,形成一种新型热界面材料,导热性能在原有基础上提高了20倍。
科技日报讯 聚合物材料通常都是热绝缘体,但美国研究人员通过电聚合过程使聚合物纤维排成整齐阵列,形成一种新型热界面材料,导热性能在原有基础上提高了20倍。新材料能够在高达200℃的温度下可靠操作,可用于散热片中帮助服务器、汽车、高亮度LED(发光二极管)中的电子设备散热。该研究成果提前发表在近日《自然·纳米技术》杂志网络版上。
随着电子设备功能越来越强、体型越来越小,散热问题也变得越来越复杂。工程师们一直在寻找更好的热界面材料,来帮助电子设备有效散热。非晶态聚合物材料是热的不良导体,因为它们的无序状态限制了热传导声子的转移。虽然可以通过在聚合物中创建整齐排列的晶体结构来改善其导热性,但这些结构是由纤维拉伸工艺形成的,会导致材料易碎。
佐治亚理工学院乔治·伍德拉夫机械工程学院助理教授巴拉图德·克拉说,新的热界面材料是利用共轭聚合物聚噻吩制成的,其整齐的纳米纤维阵列既有利于声子的转移,也避免了材料的脆性。新材料在室温下的导热率达到4.4瓦/米·开尔文,并已在200℃温度下进行了80次热循环测试,性能依旧稳定;相比之下,芯片和散热片之间的热界面常用的焊锡材料,在回流的高温过程中工作时可能会变得不可靠。
纳米纤维阵列结构是通过多个步骤制造而成的:研究人员先将含有单体的电解质涂在一块带有微小孔隙的氧化铝模板上,然后向模板施加电势,每个孔隙中的电极会吸引单体,开始形成中空纳米纤维。纤维的长度和壁厚通过施加的电流量和时间来控制,纤维的直径则由孔隙的大小决定,从18纳米至300纳米不等。传统热界面材料的厚度约为50微米至75微米,而这种方式获得的新材料厚度可薄至3微米。
克拉表示,该技术仍需进一步改进,但他相信将来可以扩大生产和商业化。“类似这样可靠性高的材料对于解决散热问题来说很有吸引力。这种材料可能最终改变我们设计电子系统的方式。”
美国科学家成功测定出南极最古老冰的年代 达12万年
[导读]美国俄勒冈州立大学的研究人员采用放射性氪同位素技术成功鉴定出南极最古老冰的年代,达12万年,借此追溯历史记录更久远重建地球气候,进一步了解引发地球进入冰河时代转变的机制。
科技日报讯 美国俄勒冈州立大学的研究人员采用放射性氪同位素技术成功鉴定出南极最古老冰的年代,达12万年,借此追溯历史记录更久远重建地球气候,进一步了解引发地球进入冰河时代转变的机制。这一研究结果发表在最新一期的《美国国家科学院学报》上。
这一论文主要作者、该大学博士后研究员克里斯托说,这项新的氪同位素鉴定技术可以将超过一百万年的冰定位并标注日期。最古老的冰发现于大约80万年的钻孔岩芯中。通过这项技术可以在其他地区查找老冰,以期将极地冰的年代追溯到150万年之前。这是非常令人兴奋的,因为很多地球气候的有趣事情是发生在80万年之前,而目前我们还不能在冰芯记录中研究到。
放射性氪同位素是具有十分理想的地球物理化学特性,适于对溶解了大气的水或冰样品进行绝对年代测定,其很像测量放射性同位素衰变的、具有恒定衰变率的碳-14年代测定(法)。而不同的是,氪是不相互化学作用的惰性气体,具有更为稳定的半衰期,达23万年。
氪由宇宙射线轰击地球而产生,然后存储在南极冰内夹带的气泡之中。它有一个放射性同位素(氪-81)的衰减很慢,和一个不衰减的稳定同位素(氪-83)。通过比较同位素从稳定至放射性的比例,即可以得出冰的年龄。
虽然科学家一直对放射性氪同位素技术感兴趣四十多载,但氪-81原子数量非常有限,以至于难以计数。直到2011年该检测技术有了突破,在研究中使氪-81原子鉴定技术具有可行性。新原子计数器命名为原子陷阱追踪分析(ATTA),是由在芝加哥附近的阿贡国家实验室的核物理学家卢正天(音译)带领的团队开发的。
据物理学家组织网近日报道,这项工作由美国国家科学基金会和美国能源部门资助。在南极洲泰勒冰川的实验中,研究人员把冰分成几个300公斤的大块放入容器,将其融化后释放的空气气泡储存在瓶子中。在瑞士伯尔尼大学将氪与空气隔绝,然后送到阿贡实验室对氪81计数。研究人员从同位素比值确定泰勒冰川样品具有12万年的历史,并且通过比较同一时期冰芯中测量大气里甲烷和氧气验证。
文章来源:《海洋技术学报》 网址: http://www.hyjsxb.cn/qikandaodu/2021/0412/438.html
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