剪纸风格切割的加工纤维素纳米纤维薄膜可以显着提高冷却电子产品
[导读]:
散热在电子产品中变得越来越重要。传统的对流冷却系统具有明显的材料和尺寸限制，难以满足下一代智能电子产品的散热、小型化和灵活性要求。大阪大学使用带有导热纤维素纳米纤维薄膜的剪纸（传统剪纸艺术）提出了一种通过对流散热的灵活冷却系统。基于薄膜材料剪纸加工的散热概念将为使用各种传统薄膜材料作为形状变化的冷却结构来自由设计电子产品开辟新途径。
来自大阪大学SANKEN（科学与工业研究所）、大分国立技术学院和东京理工大学的科学家们展示了使用基于剪纸剪纸设计的纤维素纳米纤维薄膜增强的被动对流冷却，剪纸是一种类似于折纸的传统纸张设计形式。与折纸不同的是，剪纸除了折叠之外，还涉及剪纸。这项工作可以使小型柔性电子设备在不过热的情况下运行。
图1通过剪纸和空气对流散热而在低温下发光的粉末EL器件示意图。
随着计算机制造商试图在他们的微型微芯片中装入越来越多的晶体管，消除废热的问题变得越来越紧迫。在金属散热器周围使用对流气流的传统被动冷却系统通常体积大且刚性。然而，许多小型可穿戴电子设备可能很快就需要更便宜、更灵活的散热方法。
现在，由大阪大学领导的一组研究人员发现，以剪纸风格切割的加工纤维素纳米纤维薄膜可以显着提高冷却功能。通过拉伸称为amikazari的简单剪纸“网状装饰”图案，薄膜中的切口可以打开大孔，让空气从中流过。默认情况下，这些剪纸薄膜比未切割的薄膜具有更好的冷却性能，但对它们施加气流可显着提高冷却能力。该团队使用基于传统设计的激光切割薄膜，在石墨变黑的区域进行了辐射光散热测试，并观察到在气流下剪纸薄膜和未切割薄膜之间的最高温度存在显着差异。“
由此产生的热阻减少到没有剪纸系统时的五分之一左右。“剪纸散热概念使使用各种薄膜材料作为散热组件的新热设计成为可能，并有望激发用于下一代电子产品的各种新冷却设备和方法，”作者MasayaNogi说。这项研究可能有助于下一代可穿戴设备的开发，因为这些对当前冷却材料的笨重和不灵活提出了艰巨的挑战。
粉末EL器件通过剪纸处理实现的散热。
剪纸处理的CNF薄膜的散热测试。证明了来自伪热源的热量通过剪纸形成和空气对流有效地传递到空气中。
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