Informe sobre nanomembranas de diamante para refrigeración de componentes electrónicos
Introducción
En este informe se presenta el desarrollo de nanomembranas de diamante sintético por parte de científicos de Fraunhofer USA. Estas nanomembranas flexibles pueden integrarse en componentes electrónicos para mejorar la refrigeración y reducir la carga térmica local. Este avance tiene un impacto significativo en la eficiencia y vida útil de los coches eléctricos, así como en el tiempo de carga de las baterías. Además, se resalta la relevancia de este desarrollo en relación con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS).
Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS)
- ODS 7: Energía asequible y no contaminante
- ODS 9: Industria, innovación e infraestructura
- ODS 11: Ciudades y comunidades sostenibles
- ODS 13: Acción por el clima
Desarrollo de las nanomembranas de diamante
El diamante es conocido por su alta conductividad térmica, lo que lo convierte en un material ideal para la refrigeración de componentes electrónicos con altas densidades de potencia. Los investigadores de Fraunhofer USA han logrado desarrollar nanomembranas finísimas de diamante sintético que pueden integrarse directamente en componentes electrónicos, reduciendo hasta diez veces la carga térmica local. Esto tiene un impacto positivo en la mejora de las prestaciones en carretera y la vida útil de los coches eléctricos, así como en la reducción del tiempo de carga de las baterías.
Aplicaciones y beneficios
Las nanomembranas flexibles y eléctricamente aislantes desarrolladas por Fraunhofer USA tienen el potencial de reducir diez veces la carga térmica local de los componentes electrónicos, como los reguladores de corriente de los motores eléctricos. Esto mejora la eficiencia energética, la vida útil y el rendimiento en carretera de los coches eléctricos. Además, estas membranas contribuyen a acelerar la velocidad de carga cuando se utilizan en la infraestructura de carga.
Sustitución de la capa intermedia aislante
En el proceso de refrigeración de componentes electrónicos, se aplica una capa de cobre debajo del componente para mejorar el flujo de calor. Sin embargo, entre el cobre y el componente existe una capa aislante de óxido o nitruro con poca conductividad térmica. Los investigadores de Fraunhofer USA proponen sustituir esta capa intermedia por su nanomembrana de diamante, que tiene una alta eficiencia en la transferencia de calor al cobre debido a su capacidad conductora. Esta membrana flexible y de soporte libre puede colocarse en cualquier parte del componente o del cobre, o integrarse directamente en el circuito de refrigeración.
Proceso de fabricación
El equipo de investigación cultiva la nanomembrana de diamante policristalino en una oblea de silicio independiente, la separa y luego graba la parte posterior de la capa de diamante. Esto resulta en un diamante liso y autónomo que puede calentarse a baja temperatura y fijarse al componente mediante tratamiento térmico. La nanomembrana puede fabricarse a escala de oblea, lo que la hace adecuada para aplicaciones industriales.
Conclusiones
El desarrollo de nanomembranas de diamante para la refrigeración de componentes electrónicos tiene un impacto significativo en la eficiencia y vida útil de los coches eléctricos, así como en la reducción del tiempo de carga de las baterías. Este avance contribuye a los Objetivos de Desarrollo Sostenible relacionados con la energía asequible y no contaminante, la industria, la innovación, las infraestructuras sostenibles, las ciudades y comunidades sostenibles, y la acción por el clima.
1. Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) abordados en el artículo:
- Objetivo 7: Energía asequible y no contaminante
- Objetivo 9: Industria, innovación e infraestructura
- Objetivo 11: Ciudades y comunidades sostenibles
2. Metas específicas de los ODS identificadas en el artículo:
- Meta 7.2: Aumentar la eficiencia energética y promover el uso de tecnologías limpias en el sector de la energía.
- Meta 9.4: Actualizar la infraestructura y reconvertir las industrias para que sean sostenibles y con mayor eficiencia en el uso de los recursos.
- Meta 11.6: Reducir el impacto ambiental negativo per capita de las ciudades, incluido el consumo de recursos naturales.
3. Indicadores de los ODS mencionados o implícitos en el artículo:
- Indicador 7.2.1: Consumo de energía renovable como porcentaje del consumo total de energía.
- Indicador 9.4.1: Valor agregado bruto y empleo generado por las industrias sostenibles.
- Indicador 11.6.1: Proporción de la población urbana que vive en barrios marginales, asentamientos informales o viviendas inadecuadas.
4. Tabla de ODS, metas e indicadores:
| ODS | Metas | Indicadores |
|---|---|---|
| Objetivo 7: Energía asequible y no contaminante | Meta 7.2: Aumentar la eficiencia energética y promover el uso de tecnologías limpias en el sector de la energía. | Indicador 7.2.1: Consumo de energía renovable como porcentaje del consumo total de energía. |
| Objetivo 9: Industria, innovación e infraestructura | Meta 9.4: Actualizar la infraestructura y reconvertir las industrias para que sean sostenibles y con mayor eficiencia en el uso de los recursos. | Indicador 9.4.1: Valor agregado bruto y empleo generado por las industrias sostenibles. |
| Objetivo 11: Ciudades y comunidades sostenibles | Meta 11.6: Reducir el impacto ambiental negativo per capita de las ciudades, incluido el consumo de recursos naturales. | Indicador 11.6.1: Proporción de la población urbana que vive en barrios marginales, asentamientos informales o viviendas inadecuadas. |
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Fuente: interempresas.net
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