เว็บตรง / บาคาร่าเว็บตรง ฉนวนโพลีเมอร์ที่นำความร้อนได้ดีและมีค่าคงที่ไดอิเล็กตริกต่ำมาก ซึ่งเป็นคุณสมบัติสองอย่างที่ไม่ค่อยพบเห็นในโครงสร้างเดียวกัน สามารถช่วยกระจายความร้อนเหลือทิ้งในชิปคอมพิวเตอร์ได้ วัสดุใหม่นี้จะเป็นประโยชน์อย่างยิ่งในวงจรรวมยุคหน้าด้วยส่วนประกอบที่มีขนาดเล็กกว่า 10 นาโนเมตร ซึ่งสร้างความร้อนต่อหน่วยพื้นที่มากกว่าเทคโนโลยีในปัจจุบันที่สามารถจัดการได้ง่าย
วัสดุที่มีค่าคงที่ไดอิเล็กตริกเล็กน้อยหรือที่เรียกว่า
ไดอิเล็กตริก “ต่ำ”มีความสำคัญต่อการลดครอสทอล์คทางไฟฟ้าระหว่างทรานซิสเตอร์บนชิปคอมพิวเตอร์ ไดอิเล็กทริกที่รู้จักทั้งหมดมีค่าการนำความร้อนต่ำ ซึ่งหมายความว่าไม่สามารถกระจายความร้อนทิ้งได้อย่างมีประสิทธิภาพ ปัญหาแย่ลงเมื่อชิปมีขนาดเล็กลง เพราะไม่เพียงแต่จะมีทรานซิสเตอร์ที่สร้างความร้อนมากขึ้นในพื้นที่ที่กำหนด แต่ยังอยู่ใกล้กันมากขึ้น ซึ่งทำให้ความร้อนหนีได้ยากขึ้น
กรอบโครงสร้างอินทรีย์โควาเลนต์ 2 มิติในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักวิจัยได้ค้นหาไดอิเล็กทริกต่ำที่สามารถจัดการกับสภาพแวดล้อมของชิปที่มีความต้องการมากขึ้น เฟรมเวิร์กอินทรีย์โควาเลนต์แบบสองมิติ (COF) เป็นวัสดุประเภทหนึ่งที่มีแนวโน้มว่าจะมีโครงสร้างที่มีรูพรุนสูงและมีค่าการนำความร้อนค่อนข้างสูง คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้พวกเขาแตกต่างจากพอลิเมอร์ทั่วไปเนื่องจากมีความหนาแน่นต่ำและมีความเสถียรทางกลไกที่อุณหภูมิสูง
ข้อเสียคือวัสดุเหล่านี้มักจะผลิตในรูปแบบของผงผลึกที่ไม่ละลายน้ำที่มีคุณสมบัติทางกายภาพที่ยากมากที่จะอธิบายลักษณะเฉพาะ เพื่อเอาชนะความท้าทายนี้ นักวิจัยได้ประดิษฐ์ COFs เป็นฟิล์มบางโดยใช้เทคนิคต่างๆ เช่น การเติบโตโดยตรง การขัดผิว และการสร้างพอลิเมอร์ตามผิว น่าเสียดายที่เทคนิคทั้งหมดเหล่านี้ผลิตฟิล์มผลึกที่ปนเปื้อนด้วยผง COF
ภาพยนตร์คุณภาพสูง
นักวิจัยนำโดยPatrick Hopkinsจากมหาวิทยาลัยเวอร์จิเนียและWilliam DichtelจากNorthwestern Universityได้เอาชนะอุปสรรคนี้ด้วยการผลิตฟิล์ม 2D COF แบบเวเฟอร์คุณภาพสูงที่เชื่อมโยงผ่านแผ่นโพลีเมอร์ (boronate ester) ที่มีความหนาเพียงอะตอมเดียว ตัวทำละลายร่วมไนไตรล์ที่พวกเขาใช้ในเทคนิคการสังเคราะห์คอลลอยด์ที่เป็นเทมเพลตช่วยป้องกันไม่ให้ผง COF ตกตะกอนจากสารแขวนลอยและปนเปื้อนฟิล์มผลึก ที่สำคัญ คุณสมบัติของฟิล์มสามารถควบคุมได้โดยการจัดชั้นแผ่นในสถาปัตยกรรมเฉพาะด้วยความแม่นยำระดับนาโนเมตร ซึ่งเป็นสิ่งที่ไม่สามารถทำได้สำหรับวัสดุที่ผลิตโดยใช้เทคนิคแบบดั้งเดิม
อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบบูรณาการที่ 50 – คาดการณ์อนาคตของภาคสนามนักวิจัยพบว่าฟิล์ม 2D COF ทั้งหมดของพวกเขามีความเรียบ ผลึก มีความหนาน้อยกว่า 75 นาโนเมตร และวางแนวขนานกับสารตั้งต้นที่ผลิตขึ้นโดยใช้กล้องจุลทรรศน์แรงปรมาณู คุณภาพสูงที่สม่ำเสมอนี้ช่วยให้ทีมงานสามารถวัดคุณสมบัติทางความร้อนและความร้อนของฟิล์มได้ และด้วยเหตุนี้จึงเป็นการยืนยันว่าวัสดุนั้นเป็นฉนวนไฟฟ้าอย่างแท้จริง การวัดค่าเทอร์โมรีเฟล็กแทนซ์และอิมพีแดนซ์สเปกโตรสโคปีเผยให้เห็นว่าถึงแม้จะมีความหนาแน่นต่ำที่ 1 ก./ซม. 3แต่วัสดุก็มีค่าการนำความร้อนสูงที่ 1 W/m/K รวมทั้งค่าการยอมให้ไดอิเล็กตริกต่ำเป็น พิเศษที่ k =1.6
นักวิจัยที่รายงานงานของพวกเขาในNature Materialsกล่าว ว่าผลการวิจัยของพวกเขาแสดงให้เห็นถึงสัญญาของ 2D COFว่าเป็นไดอิเล็กทริกแบบ ultralow ที่มีคุณสมบัติการจัดการความร้อนที่ต้องการ พวกเขายังทราบด้วยว่าการรวมกันของคุณสมบัตินี้เพิ่งได้รับการระบุในรายงานทั่วทั้งอุตสาหกรรม ว่าเป็นข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับวงจรรวมรุ่นต่อไป
เพื่อให้เข้าใจกระบวนการดูดซับได้ดียิ่งขึ้น
และด้วยเหตุนี้จึงออกแบบผ้าที่ใช้ PE ที่มีประสิทธิภาพสูง ทีมงานจึงจำลองโครงสร้างภายในของเส้นด้าย PE เป็นการประกอบเส้นใยคู่ขนานที่เหมือนกันอย่างไม่มีที่สิ้นสุดโดยมีหน้าตัดเป็นวงกลม และอัดแน่นเป็นโครงสร้างเป็นระยะๆ เส้นใยของเส้นด้ายถูกจัดเรียงเป็นโครงตาข่ายหกเหลี่ยมหรือสี่เหลี่ยมจัตุรัส โดยมีกระบวนการดูดตามทิศทางของเส้นด้าย แบบจำลองคาดการณ์ว่าสำหรับเส้นใยที่สัมผัสกับน้ำที่มุม 71.3° รัศมีและความพรุนของเส้นใยที่เหมาะสมที่สุดในรูปทรงตาข่ายทั้งสองจะอยู่ที่ 15-20 ไมโครเมตร และ 45%
ลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมนอกจากคุณสมบัติในการลำเลียงความชื้นของวัสดุชนิดใหม่แล้ว นักวิจัยยังตั้งข้อสังเกตว่าสามารถย้อมใน “แบบแห้งสนิท” ได้โดยการผสมผสานอนุภาคสี ไม่ว่าจะเป็นสีย้อมธรรมดาหรือสารสีอนุภาคนาโนอนินทรีย์ที่ไม่ธรรมดา ลงในผง PE ก่อนการหลอมเหลว/ ขั้นตอนการอัดรีด ในกระบวนการดังกล่าว อนุภาคของสีย้อมจะถูกห่อหุ้มไว้ภายในเส้นใยตั้งแต่เริ่มต้น โดยไม่จำเป็นต้องใช้วิธีการย้อมแบบดั้งเดิมที่ต้องใช้ผ้าแช่ในสารละลายของสารเคมีที่รุนแรง เมื่อผ้าหมดอายุการใช้งาน อนุภาคของสีย้อมสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ด้วยการหลอมวัสดุลงและหมุนเหวี่ยง
สมาชิกของทีม MIT กล่าวว่ากระบวนการทำสีแบบแห้งนี้ช่วยให้ผ้า PE เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากกว่าสิ่งทอทั่วไป พวกเขาเสริมว่า PE มีจุดหลอมเหลวต่ำกว่าวัสดุพอลิเมอร์สังเคราะห์อื่นๆ ซึ่งหมายความว่าสามารถปั่นเป็นเส้นด้ายที่อุณหภูมิต่ำกว่าได้ การสังเคราะห์ PE จากวัตถุดิบยังปล่อยก๊าซเรือนกระจกและความร้อนทิ้งน้อยกว่าการผลิตโพลีเอสเตอร์หรือฝ้าย โดยเฉพาะอย่างยิ่งต้องใช้ดินปุ๋ยและน้ำเป็นจำนวนมาก
สิ่งทอประตูรังสีอินฟราเรดเพื่อให้เย็นผ้า PE อาจมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อยกว่าขณะใช้งาน เนื่องจากซักและอบแห้งได้ง่ายกว่าสิ่งทออื่นๆ “มันไม่สกปรกเพราะไม่มีอะไรติดอยู่” Boriskina กล่าว “คุณสามารถล้างโพลีเอทิลีนในรอบเย็นได้ 10 นาที เทียบกับการซักผ้าฝ้ายในรอบร้อนเป็นเวลาหนึ่งชั่วโมง” มันสามารถ “สดชื่น” ได้ด้วยการถูมันกับตัวเองหรือให้แสงยูวีซึ่งเป็นกระบวนการที่ช่วยรักษาคุณสมบัติชอบน้ำเช่นกัน
นักวิจัยกล่าวว่าขณะนี้พวกเขากำลังสำรวจวิธีการรวมผ้า PE เข้ากับชุดกีฬาน้ำหนักเบาและระบายความร้อนแบบพาสซีฟและเครื่องแบบทหาร ชุดอวกาศอาจเป็นอีกทางเลือกหนึ่ง เนื่องจาก PE ป้องกันรังสีที่เป็นอันตราย เว็บตรง / บาคาร่าเว็บตรง
