Materiales PCM para mejorar al gestión térmica en dispositivos electrónicos

La gestión del calor en los dispositivos electrónicos se ha convertido en un reto para la industria, por ejemplo, para enfriar mejor los procesadores, los chips de memoria empleados en los discos SSD o los módulos de memoria. Tradicionalmente se emplean compuestos basados en metales pesados y otros componentes contaminantes, que hasta ahora han permitido trasladar el calor con bastante eficiencia a los sistemas de enfriamiento activo o pasivo. Pero con la progresiva miniaturización de los semiconductores el calor se ha convertido en un problema, y los científicos están buscando nuevas soluciones.

Por el momento se han desarrollado multitud de compuestos con una buena conductividad térmica y estabilidad, pero ahora un equipo de investigadores españoles del Instituto de Materiales IMDEA, en Getafe (Madrid), y de la Universidad Francisco de Vitoria, en Pozuelo de Alarcón (Madrid), han desarrollado una nueva generación de materiales avanzados de cambio de fase que podrían sustituir a los empleados comúnmente en la industria.

En su artículo, publicado en la revista Chemical Engineering Journal, explican que han utilizado compuestos de polirotaxano (PLR) como soporte para encapsular poli-etilenglicol (PEG). En estos materiales la entalpía de cambio de fase, a grandes rasgos, la cantidad de energía que un sistema intercambia con su entorno, está regulada por el contenido de PEG. Y la temperatura de cambio de fase está determinada por el peso molecular de PEG. Todos los materiales PCM que han desarrollado presentan buena estabilidad de forma debido a la buena compatibilidad entre PLR y PEG, y a la capacidad de soporte de PLR.

Teniendo en cuenta que el propio material de polirotaxano tiene propiedades de cambio de fase, los compuestos resultantes de las mezclas que han diseñado tienen altas entalpías de cambio de fase y una eficiencia de entalpía muy elevada (>100%). Y destacan que han fabricado estos materiales empleando un procedimiento ecológico y eficiente porque se desarrolla a temperatura ambiente y sin emplear solventes orgánicos contaminantes.

Además, estos materiales pueden extruirse y volverse a moldear con facilidad, lo que facilita su utilización en todo tipo de factores de forma y a gran escala. Todas estas características hacen que estos nuevos materiales sean ideales para proporcionar una mejor gestión térmica de los dispositivos electrónicos en los que se utilice, por ejemplo, en los SSD de nueva generación, que se calientan sensiblemente más que los anteriores, debido en parte a su mayor densidad.

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