Aerogel: حل فريد لإدارة الحرارة للمنتجات الإلكترونية
مع التقدم التكنولوجي المستمر، تسارعت وتيرة تكرار المنتجات الإلكترونية الاستهلاكية. في حين أن المنتجات الإلكترونية أصبحت أكثر ذكاءً، فإنها تتجه أيضًا تدريجيًا نحو أن تكون أخف وزنًا وأرق وأكثر تعددًا في الوظائف وأداء أعلى. ونتيجة لذلك، فإن العديد من المكونات التي تستهلك الطاقة تولد المزيد من الحرارة داخل مساحة الجهاز المضغوطة بشكل متزايد. ولذلك، هناك حاجة إلى تصميم حراري متقدم للسماح للأجهزة الإلكترونية بتبديد الحرارة بشكل أكثر فعالية. إن استخدام المواد العازلة النانوية الجديدة يمكّن الأجهزة الإلكترونية من الحصول على حل لتبديد الحرارة أكثر قابلية للتحكم.
ما هو الإيروجيل؟
SiO2 Airgel عبارة عن مادة نانوية صلبة ثلاثية الأبعاد عالية التشتت، تتميز بكثافتها المنخفضة، ومساحة سطحية عالية محددة، ومسامية عالية، وموصلية حرارية منخفضة. بالمقارنة مع المواد العازلة الأخرى، فإن المسام النانوية للإيروجيل أصغر بكثير من متوسط المسار الحر لجزيئات الهواء، مما يحد من انتقال الحرارة في الطور الغازي. يقلل الهيكل المسامي النانوي المعقد من مسار نقل الحرارة، وبالتالي يقلل من نقل حرارة الحالة الصلبة.
ما هو فيلم العزل Airgel؟
فيلم العزل Aerogel عبارة عن مادة عازلة مرنة ذات موصلية حرارية منخفضة للغاية، تم إعدادها من خلال عملية فريدة باستخدام مسحوق SiO2 airgel. تتميز هذه المادة بموصلية حرارية منخفضة للغاية وتتمتع بملاءمة بيئية ممتازة وسهولة في القطع، وتعالج بشكل فعال مشكلات إدارة الحرارة في المساحات الصغيرة للمنتجات الاستهلاكية، فضلاً عن توفير حماية العزل للمكونات الحساسة للحرارة. وهذا يعزز أداء المنتج وعمره، مما يقلل بشكل فعال من خطر الحروق الناتجة عن درجات الحرارة المنخفضة لمستخدمي المنتجات الإلكترونية.
مواصفات المنتج:
- سمك الطبقة الرقيقة، أداء عزل ممتاز، ثبات الحرارة، تخزين منخفض للحرارة، مرونة، وعدم تساقط المسحوق.
تأتي المادة على شكل لفات ويمكن معالجتها بطرق قطع مختلفة مثل السكاكين الدائرية والسكاكين المسطحة.
يمكن دمجه مع مواد تبديد الحرارة مثل PET، فيلم PI، صفائح الجرافيت، ورقائق النحاس.
مفهوم التطبيق:
ومن خلال استخدام هذا النهج الجديد للإدارة الحرارية الذي يتضمن الحجب الحراري والتحكم في الاتجاه الحراري، فإنه يوفر الإمكانيات التالية لفريق البحث والتطوير: تحسين الأداء العام للجهاز ونحافته، وزيادة مرونة التصميم، وتعزيز كفاءة طاقة الجهاز.
مجالات التطبيق:
مناسب للأجهزة الإلكترونية المدمجة مثل الهواتف الذكية، والأجهزة اللوحية، وأجهزة الكمبيوتر المحمولة، ومعدات AR/VR، والأجهزة القابلة للارتداء، بالإضافة إلى الأجهزة الإلكترونية المرنة، مما يعمل على تحسين تجربة المستخدم بشكل فعال من خلال الإدارة الحرارية الفعالة.
أمثلة التطبيق:
يستخدم الهاتف الذكي Xiaomi 11 مادة عازلة رقيقة جدًا من مادة الهلام الهوائي نانومتر، مما يعزل مسار التوصيل الحراري على طول المحور Z، مما يقطع مسار النقل بين مصادر الحرارة الداخلية وسطح الهاتف. يتم إجراء الجزء المعزول من الحرارة من خلال نظام التبريد ثلاثي الأبعاد عالي المستوى في Xiaomi 11 على طول المحورين X وY. وهذا لا يعالج مشكلة التسخين الموضعي لضمان التشغيل الطبيعي للرقاقة فحسب، بل يمنع أيضًا الكشف المبكر عن نقاط الاتصال الموضعية بواسطة راحة اليد.
في الواقع، في وقت مبكر من عام 2018، استخدمت سلسلة أجهزة الكمبيوتر المحمول Dell XPS-13 فيلم العزل الهوائي كمواد عازلة للحرارة للبطارية. من خلال تصميم إدارة هيكل النظام الحراري الإلكتروني، تم تحقيق تأثير تقليل درجة الحرارة بشكل متساوٍ، وتعزيز أداء وعمر المنتجات الإلكترونية، وتحسين تجربة المستخدم.