Um material nanocompósito solucionou o problema de convergência entre condutividade térmica e resistência mecânica de interfaces térmicas aplicadas em dispositivos eletrônicos. A invenção realiza a dissipação do calor de forma eficaz, eficiente e estável, por um longo período.
A tecnologia, desenvolvida por cientistas do Centro de Componentes Semicondutores e Nanotecnologias (CCSNano) e do Colégio Técnico de Limeira (Cotil), ambos da Unicamp, gerou o pedido de patente em cotitularidade da Universidade e da Celera Fibras e o posterior licenciamento exclusivo dela para a empresa, processo esse de que participou a Agência de Inovação Inova Unicamp.
O material pioneiro foi criado a partir da necessidade de mercado de oferecer dispositivos que, evitando episódios de elevação rápida de sua temperatura interna, algo verificado nas tecnologias usadas atualmente, apresentassem prazos maiores de vida útil.
“Todo produto eletroeletrônico, alimentado por uma corrente elétrica, gera calor como subproduto. Nosso papel, enquanto empresa, é desenvolver soluções que gerenciem a energia térmica produzida nesses dispositivos, encontrando formas eficientes de dissipá-la para o ambiente, o que garante o aumento da durabilidade, confiabilidade e vida útil de dispositivos como luminárias LED (light-emiting diode), aparelhos de telefonia celular, tablets e baterias elétricas”, afirma Alex Souza, CEO da Celera Fibras.
O calor é a principal causa de falha prematura em eletroeletrônicos. “Estamos vivenciando a miniaturização dos componentes eletrônicos, que, ao mesmo tempo, oferecem uma potência cada vez maior, uma alta capacidade de processamento de dados, em alta velocidade. Tudo isso cria uma demanda térmica grande: cada vez mais calor é gerado e, por isso, a degradação térmica dos dispositivos é comum. Existe, portanto, uma necessidade para que esse calor seja rapidamente dissipado a fim de, assim, termos melhores performance, durabilidade e confiabilidade da parte dos equipamentos”, detalha Stanislav Moshkalev, pesquisador do CCSNano.
Pensando na resolução desse problema, a partir de um olhar analítico e estruturado para a inovação, a Celera iniciou uma parceria com o CCSNano em projetos envolvendo o grafeno, um elemento importante no mundo da gestão de calor pois possui alta condutividade térmica e elétrica. No CCSNano, os pesquisadores trabalham com materiais grafíticos desde 2011. Por serem excelentes condutores térmicos, esses materiais podem atender melhor a demanda da condução e da dissipação do calor do que os metais, por exemplo.
Um dos diferenciais dessa tecnologia é o fato de se tratar de um nanocompósito à base de precursores carbônicos, matrizes poliméricas e aditivos, com aparência de pasta fluida (pasta e filme). “Com o tempo, entendemos que a criação desse compósito, juntando as propriedades de vários componentes, inclusive grafeno, é extremamente inovadora e benéfica para a indústria de dispositivos, pois possibilita a união de caraterísticas – mecânicas, térmicas e elétricas – essenciais para esse mercado”, analisa Silvia Vaz Guerra Nista, pesquisadora do CCSNano.
Além de Moshkalev e Nista, participaram do desenvolvimento da tecnologia as inventoras Larissa Giorgetti Mendes, do Cotil, e Raluca Savu, do CCSNano.
Produção em larga escala: inovação nas indústrias de iluminação e veículos elétricos
Após o pedido de patente, foi firmado o contrato de licenciamento exclusivo com a Celera Fibras em 2022. Todos os processos relacionados à proteção e à transferência da tecnologia transcorreram com o apoio da Inova Unicamp.
“O papel da Inova mostrou-se fundamental nesses trâmites: por meio dela, conseguimos juntar todas as informações, como se fosse um ponto de encontro da Universidade com empresas e outras instituições”, afirma Moshkalev.
Concluído o licenciamento, os próximos passos envolvem a expansão dos testes da escala laboratorial para a comercial, com disponibilização do produto para empresas desenvolvedoras de dispositivos, com foco inicial em dois mercados: o de iluminação e o de veículos elétricos.
“O Brasil possui 18 milhões de pontos de iluminação em áreas públicas, e uma parte significativa desse total ainda utiliza lâmpadas incandescentes. Nos próximos anos, haverá uma migração acelerada para o LED, buscando-se, sobretudo, aumento da eficiência energética, já que essa tecnologia produz a mesma quantidade de luz com um consumo 70% menor de energia. Esse, portanto, é um mercado importante para a tecnologia desenvolvida”, pondera Souza.
Já a indústria de baterias elétricas voltadas à mobilidade urbana também está em franca expansão no país. No caso desses dois mercados, a ideia é que a pasta fluida ajude a reduzir algumas camadas de resistência térmica dos sistemas de lâmpadas e de baterias.
Espera-se que as amostras para validação de clientes estejam disponíveis ainda neste ano, com uma possível entrada no mercado já no início de 2024.
Nesse processo, ganhará, também, o consumidor final. Ao se tornar uma realidade no mercado, o produto com o nanocompósito, agora ao alcance da população, trará as seguintes vantagens: vida útil prolongada e menos aquecimento e maior durabilidade, traduzindo-se em benefícios para a Universidade, as empresas envolvidas e a sociedade.
