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Ciencia de los
Materiales
Un Paso Más Cerca de los Nuevos Disipadores de
Calor de Grafeno
16 de Junio
de 2010.
 Un
nuevo hallazgo sobre el grafeno, el de que un conjunto de múltiples
capas de este material conserva la magnífica capacidad de transmitir el
calor que posee cada capa individual, constituye un importante paso
hacia el recorte drástico del sobrecalentamiento que afecta cada vez más
a los ordenadores portátiles y a otros dispositivos electrónicos.
La investigación ha sido llevada a cabo por el profesor Alexander
Balandin y un equipo de investigadores de la Universidad de California
en Riverside que incluye a Chun Ning Lau.
Balandin ya demostró en el año 2008 que el grafeno, una capa de carbono
con sólo un átomo de espesor, es un magnífico conductor del calor. El
problema para las aplicaciones prácticas es que resulta difícil
producir, en cantidades elevadas y con una buena calidad, capas extensas
de tan finísimo material.
El calor es un efecto inevitable del funcionamiento de dispositivos
electrónicos. Los circuitos electrónicos contienen muchas fuentes de
calor, incluyendo millones de transistores y sus interconexiones
eléctricas. Hasta no hace mucho, la solución más común pasaba por
emplear ventiladores cada vez más grandes para mantener fríos los chips
de los ordenadores y lograr así mejorar su funcionamiento y alargar su
vida útil. Sin embargo, a medida que los ordenadores han visto
incrementada su velocidad y otros dispositivos electrónicos se han
vuelto cada vez más pequeños, la solución de los ventiladores más
grandes ya no resuelve el problema.
Los nuevos métodos para controlar el calentamiento en la electrónica
incluyen incorporar materiales con mejores propiedades térmicas, como el
grafeno, en los chips de silicio de los ordenadores. Además, la futura
electrónica tridimensional que tanto interés despierta, y que se basa en
la integración vertical de chips además de en la horizontal, dependerá
más aún de la extracción del calor.
El silicio, el material más común en la electrónica, tiene buenas
propiedades electrónicas. Pero no tan buenas propiedades térmicas, sobre
todo cuando está estructurado a escala nanométrica. Como demuestra la
investigación de Balandin, el grafeno tiene excelentes propiedades
térmicas además de características electrónicas únicas.
El grafeno no es un reemplazo para el silicio, pero en cambio podría
usarse junto con éste. Actualmente, no hay aún ningún método fiable para
fabricar cantidades grandes de grafeno. Sin embargo, se hacen progresos
y eso podría ser posible dentro de un año o dos.
Probablemente, al principio se usará el grafeno sólo en algunas
aplicaciones especiales como materiales de interfaz térmica para
encapsular chips o en electrodos transparentes de células solares
fotovoltaicas. Pero dentro de cinco años podría ser usado junto con el
silicio en los chips de ordenador, por ejemplo a modo de cableado para
interconexión eléctrica o bien en disipadores de calor.
Información adicional en:
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