Vous avez certainement déjà rencontré une figurine collante et extensible que vous avez jetée contre un mur et qui a lentement glissé vers le sol. On croit souvent à tort que les orteils des geckos sont tout aussi collants.
Toutefois, si les orteils du gecko fonctionnaient avec cette même adhérence, il serait trop difficile pour un gecko de marcher ou même de courir ; les prédateurs se réjouiraient de cette absence d'évolution. Si l'on examine de plus près la patte d'un gecko, on s'aperçoit que les orteils sont doux et lisses. Les orteils ne "collent" à une surface que lorsque des microfibres - appelées "setae" - sont engagées, en faisant glisser les orteils parallèlement à la surface.
Le Heat-Spring® d' Indium Corporation emprunte à la nature : la malléabilité de l'indium minimise la résistance de surface et augmente le flux de chaleur. Les pics du motif Heat-Spring agissent comme les soies des orteils du gecko, ce qui permet au Heat-Spring d'adhérer à une surface - plutôt qu'un ressort élastique, l'adhésion permet au matériau de rester en contact pendant le cycle.
Les soies sont constituées d'une protéine, la kératine bêta. Au niveau nanoscopique, les forces intermoléculaires des soies produisent une force d'adhésion de 1 à 1000 nanoNewtons ; une forte adhésion qui permet à un gecko de courir verticalement à une vitesse d'environ trois pieds par seconde, mais qui n'est rien en comparaison de la gamme de pressions de 35 psi à plus de 100 psi que Heat-Spring est capable d'exercer.
Les scientifiques d'Indium Corporation étaient très en avance sur la courbe de l'évolution : lorsque Heat-Spring a été conçu par Bob Jarrett et Jordan Ross il y a des années, c'était pour répondre à un besoin du client de développer un matériau d'interface thermique (MIT) de haute performance. À l'époque, les matériaux d'interface thermique conventionnels à base de polymères présentaient des problèmes inhérents dus à la faible conductivité des polymères. En moins d'un anLe printemps chaud est né. À l'inverse, des chercheurs ont déterminé que le caractère collant de l'orteil du gecko a pris des millions d'années à développer, comme en témoigne un gecko piégé dans l'ambre du Crétacé.
Le ressort thermique en indium a subi de nombreuses itérations au cours des premières étapes de sa conception - ou peut-être devrions-nous parler d'"évolution" - car nos inventeurs ont essayé de comprendre comment ils pouvaient réduire la résistance de contact en modifiant la forme de la surface de l'indium. Il ne faut pas oublier que l'ajout d'un motif réduit également la surface de contact. Cela semblait contre-intuitif par rapport aux principes du transfert thermique. Cependant, comme la résistance thermique se compose de trois principes de base - la conductivité globale, la résistance de contact et l'épaisseur de la ligne de liaison - une partie de l'équation peut affecter la résistance totale plus qu'une autre. L'indium étant mou et ayant une conductivité élevée, les inventeurs ont pu jouer avec différentes surfaces.
Comment ce film d'indium remédie-t-il aux défauts des MIT polymères classiques (faible conductivité et inadéquation thermique entre le polymère et les charges conductrices) ? Selon Jarrett : "L'indium ... est très conducteur et se conforme très bien aux surfaces d'interface. Comme il s'agit d'un métal, il conduit la chaleur (et l'électricité) avec ses électrons, de sorte que le décalage thermique n'est pas un problème. Les polymères, les semi-conducteurs et la charge céramique des MIT polymères s'appuient sur les vibrations du réseau pour conduire la chaleur. Si les fréquences de vibration ne correspondent pas, le transfert de chaleur est interrompu à chaque interface au sein du MIT. L'utilisation d'un métal conducteur (tel que l'indium) permet d'éviter ce problème".
Dans le monde d'aujourd'hui, l'internet est de plus en plus étroitement lié aux objets que nous utilisons le plus : téléviseurs intelligents, montres, réfrigérateurs, thermostats, etc. Ces appareils sont connectés à de grands centres de données, qui consomment une énorme quantité d'énergie. Pour fonctionner plus rapidement, de manière plus économe en énergie et plus durable, le refroidissement par immersion est une technique clé utilisée pour la gestion thermique de ces appareils informatiques. Les composants sont "immergés" dans un liquide thermoconducteur mais diélectrique ou un liquide de refroidissement, et la chaleur est dissipée par la circulation du liquide de refroidissement. Le Heat-Spring est parfaitement adapté à cette application en raison de sa compressibilité et de son profil élevé.
Autre clin d'œil à la nature, Heat-Spring est fabriqué en indium pur, un élément durable pour lequel Indium Corporation propose un programme de récupération et de recyclage. En fonction de l'application, Heat-Spring est également disponible dans une variété d'alliages, y compris InSn, InAg et Sn+.
En remerciant sincèrement l'évolution génétique qui a donné naissance aux geckos à pieds crochus, les chercheurs d'Indium Corporation se tournent souvent vers le monde naturel pour trouver l'inspiration et la créativité nécessaires au développement de la prochaine génération de matériaux.
Rédigé par Christian Vischi, spécialiste MarCom.
