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Strömungsdynamik: Virenüberzug für bessere Kühlkörper

Wenn Viren auf elektronischen Geräten trocknen, könnte das dem Bauteil guttun - dem Kaffeefleckenringeffekt sei Dank. Japanische Wissenschaftler erforschen gerade Genaueres.
Bakteriophagen

Viruspartikel könnten als einfach aufzutragender Überzug die Hitzeabgabe von Wärme produzierenden elektronischen Bauteilen optimieren, wie Forscher aus Japan experimentell nachweisen. Im Fachblatt »Scientific Reports« beschreiben sie die Details ihrer Entdeckung: Im Wesentlichen gelinge es im Zuge des Eintrocknungsprozesses, viele identische Virushüllenproteine in einer geordneten, immer gleichen Orientierung fest an die anorganische Oberfläche zu binden, was die spätere Wärmeabstrahlung enorm erhöht.

Eigentlich haben sich organische Materialien – wie die Proteine der Virushülle – bei Versuchen in der Vergangenheit stets als eher schlechte Wärmeleiter entpuppt. Dies kann durch den geschickten Einsatz des bekannten Kaffeeringeffekts aber mehr als kompensiert werden: Aus strömungsmechanischen Gründen entstehen vom schneller eintrocknenden Rand der Suspensionströpfchen ausgehend geordnete Strukturen, sobald die als Schwebeteilchen gelösten organischen Moleküle auf der festen Oberfläche eintrocknen und sich ausrichten.

Filamentöse, lang gestreckte Viren trocknen dabei bei Raumtemperatur ohne weitere experimentelle Eingriffe in Form von millionenfach wiederholten, hexagonal zueinander ausgerichteten Miniaturrippen an der Oberfläche fest, wie die Forscher bemerkten – was die Wärme abgebende Oberfläche deutlich erhöht. Dies könnte sich etwa als nützlich beim Bau von elektronischen Hochleistungsleiterbahnen erweisen, hoffen die Wissenschaftler – und weisen darauf hin, dass dasselbe Prinzip im Übrigen nicht nur mit Viren, sondern auch mit anderen Biomakromolekülen gelingen sollte, die man in identischer Form massenhaft produzieren könnte.

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