Bạn chắc hẳn đã từng bắt gặp một hình dạng dính và co giãn mà bạn ném vào tường và nó từ từ trượt xuống sàn. Có một quan niệm sai lầm phổ biến rằng ngón chân thằn lằn cũng dính tương tự.
Tuy nhiên, nếu ngón chân tắc kè hoạt động với cùng sự bám dính đó, tắc kè sẽ rất khó đi bộ hoặc thậm chí chạy; những kẻ săn mồi sẽ hoàn toàn thích sự thiếu tiến hóa đó. Nếu chúng ta nhìn kỹ hơn vào bàn chân tắc kè, các ngón chân thực sự sẽ mềm mại và mịn màng. Các ngón chân sẽ chỉ "bám" vào bề mặt khi các sợi siêu nhỏ - được gọi là lông cứng - hoạt động, bằng cách trượt các ngón chân song song với bề mặt.
Heat-Spring ® của Indium Corporation vay mượn từ thiên nhiên: tính dễ uốn của indium làm giảm thiểu sức cản bề mặt và tăng lưu lượng nhiệt. Các đỉnh trong mẫu Heat-Spring hoạt động giống như lông ở ngón chân tắc kè, cho phép Heat-Spring bám vào bề mặt – thay vì lò xo đàn hồi, độ bám dính cho phép vật liệu tiếp xúc trong quá trình tuần hoàn.
Các sợi lông được tạo thành từ protein beta keratin. Ở cấp độ nano, các lực liên phân tử của các sợi lông tạo ra lực bám dính từ 1 đến 1000 nanoNewton; lực bám dính mạnh – cho phép một con tắc kè chạy thẳng đứng với tốc độ khoảng ba feet mỗi giây – nhưng nó không đáng kể so với phạm vi áp suất có thể chịu được của Heat-Spring là từ 35 psi đến 100+ psi.
Các nhà khoa học của Indium Corporation đã đi trước đường cong tiến hóa rất xa: khi Heat-Spring được Bob Jarrett và Jordan Ross thiết kế cách đây nhiều năm, nó nhằm đáp ứng nhu cầu của khách hàng trong việc phát triển vật liệu giao diện nhiệt hiệu suất cao (TIM). TIM polyme thông thường vào thời điểm đó có các vấn đề cố hữu do độ dẫn điện thấp của polyme. Trong ít hơn một năm, Heat-Spring đã được sinh ra. Ngược lại, các nhà nghiên cứu đã xác định rằng độ dính của ngón chân thằn lằn mất hàng triệu năm để phát triển, như được chứng minh bằng một con tắc kè bị mắc kẹt trong hổ phách kỷ Phấn trắng.
Lò xo nhiệt indium đã trải qua nhiều lần lặp lại trong suốt các giai đoạn thiết kế ban đầu của nó - hoặc có lẽ chúng ta nên gọi nó là "sự tiến hóa" - khi các nhà phát minh của chúng tôi cố gắng hiểu cách họ có thể giảm điện trở tiếp xúc bằng cách thay đổi hình dạng bề mặt của indium. Hãy nhớ rằng việc thêm một mẫu cũng làm giảm diện tích tiếp xúc. Điều này có vẻ trái ngược với các nguyên tắc truyền nhiệt. Tuy nhiên, vì điện trở nhiệt bao gồm ba nguyên tắc cơ bản - độ dẫn điện khối, điện trở tiếp xúc và độ dày của đường liên kết - nên một phần của phương trình có thể ảnh hưởng đến điện trở tổng thể nhiều hơn phần khác. Vì indium mềm và có độ dẫn điện cao, nên các nhà phát minh có thể chơi với các bề mặt khác nhau.
Lớp màng indium này giải quyết những nhược điểm của TIM polyme thông thường (độ dẫn điện thấp và sự không phù hợp về nhiệt giữa polyme và chất độn dẫn điện) như thế nào? Theo Jarrett: “Indium … có độ dẫn điện cao và rất phù hợp với bề mặt giao diện. Vì là kim loại nên nó dẫn nhiệt (và điện) bằng các electron của nó, do đó sự không phù hợp về nhiệt không phải là vấn đề. Polyme, chất bán dẫn và chất độn gốm của TIM polyme dựa vào các dao động mạng để dẫn nhiệt. Nếu tần số rung không khớp, quá trình truyền nhiệt sẽ bị gián đoạn tại mỗi giao diện bên trong TIM. Sử dụng kim loại dẫn điện (như indium) sẽ tránh được hoàn toàn vấn đề đó”.
Trong thế giới ngày nay, Internet đang ngày càng gắn chặt với những thứ chúng ta sử dụng nhiều nhất: TV thông minh, đồng hồ, tủ lạnh, bộ điều nhiệt, v.v. Các thiết bị này được kết nối với các trung tâm dữ liệu lớn, tiêu thụ một lượng năng lượng khổng lồ. Để hoạt động nhanh hơn, tiết kiệm năng lượng hơn và bền vững hơn, làm mát nhúng là một kỹ thuật chính được sử dụng để quản lý nhiệt trong các thiết bị điện toán này. Các thành phần được "nhúng" vào chất lỏng hoặc chất làm mát dẫn nhiệt nhưng điện môi, và nhiệt được tản ra bằng cách tuần hoàn chất làm mát. Heat-Spring hoàn toàn phù hợp cho ứng dụng này vì khả năng nén và hoa văn nổi bật của nó.
Trong một sự trở lại khác với thiên nhiên, Heat-Spring được làm từ indium nguyên chất, một nguyên tố bền vững mà Indium Corporation cung cấp chương trình thu hồi và tái chế . Tuy nhiên, tùy thuộc vào ứng dụng, Heat-Spring cũng có sẵn trong nhiều loại hợp kim, bao gồm InSn, InAg và Sn+.
Với lòng biết ơn chân thành đối với quá trình tiến hóa di truyền đã tạo ra loài thằn lằn chân bám, các nhà nghiên cứu của Indium Corporation thường tìm đến thế giới tự nhiên để tìm cảm hứng và sự sáng tạo trong quá trình phát triển thế hệ khoa học vật liệu tiếp theo.
Được biên soạn bởi Chuyên gia MarCom Christian Vischi.
