Магистрант БГУИР Данила Коваленко разработал силиконовую термопасту с медными микрочастицами для отвода тепла от электроники. Ее предполагают применять при охлаждении процессоров, силовых электронных устройств и светодиодов. Каждая частица меди в составе покрыта защитной оболочкой: по словам разработчика, она помогает пасте проводить тепло, не проводить электрический ток и защищает металл от окисления. Разработка предназначена для замены импортных аналогов, конечная цена которых в Беларуси растет из-за ввоза.
Медь получают методом электрокристаллизации
Основу пасты составляет силикон с добавлением медного порошка и разработанного исследователями раствора. Порошок получают методом электрокристаллизации: под действием тока в специальном растворе образуются хрупкие медные структуры, которые называют дендритами. Затем их смешивают с силиконом и другими компонентами состава.
Защитное покрытие частиц отличает разработку от обычной смеси с металлическим наполнителем. Как пояснил Коваленко, оболочка снижает риск окисления меди и не дает пасте проводить ток. При этом материал должен отводить тепло от нагревающихся компонентов, чтобы поддерживать их нормальную работу.
Для создания пасты исследователи использовали научные наработки лаборатории БГУИР. Работа над проектом заняла около года. Разработчикам пришлось подбирать концентрации и состав методом проб и ошибок. Практическую задачу подсказала работа соседней лаборатории, где собирают белорусские приборы для защиты речевой информации. В таких устройствах есть электронные компоненты, которые нагреваются при прохождении тока и нуждаются в отводе тепла.
Состав меняют, чтобы снизить стоимость
По словам магистранта, зарубежные медные термопасты производят с использованием других методов и растворителей. Импорт увеличивает конечную цену таких продуктов на белорусском рынке. Разработчики рассчитывают предложить местный материал с более доступной стоимостью, однако пасте еще предстоит пройти проверку качества.
Исследователи также рассматривают возможность частично заменить медный порошок оксидом меди. Такой вариант должен удешевить состав, хотя его теплопроводность будет ниже. Коваленко отмечает, что даже с этой заменой показатель, по оценке разработчиков, останется достаточно высоким. Фактические характеристики готового продукта предстоит подтвердить проверками.
Дальнейшая работа может включать получение порошков других металлов, подбор разных концентраций и добавление новых компонентов. Разработчики также намерены расширить ассортимент термопаст. Эти направления пока относятся к планам проекта, а не к готовым продуктам.
Сначала пасту испытают в приборах университета
Опытный образец уже показывали на фестивале науки и форуме «День научной молодежи». Первое применение разработчики планируют организовать внутри БГУИР, в приборах, которые создают в университете. Перед передачей продукта конечным потребителям он должен пройти проверку качества.
Отдельный этап — получение патента. По оценке Коваленко, этот процесс может занять несколько лет. За это время команда рассчитывает доработать состав и подготовить линейку продуктов. Сейчас разработка остается опытным образцом: ее дальнейшее применение зависит от результатов проверки и завершения патентных процедур.