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 在电子学中，焊料用于将两个部件连接在一起。作为桥梁，其最重要的功能之一是将热量从关键电子元件传递到散热器，然后散热器再使用空气或水来安全地散热。随着技术进步，创建出了更小，更强大的计算机和电子设备，但计算机芯片的温度也会达到100°C以上。此时此刻，散热功能变得比以往任何时候都更加重要。

      然而，传统的焊料寿命长但其有效传导热量的能力极限较低，使得散热成为计算机和电子进一步开发的限制因素。如果要进一步推进这些领域，必须攻克这一至关重要的瓶颈。

引入“超级焊料”

      2013年获得美国国防高级研究计划局（DARPA）青年学院奖的材料——超级橡胶，是由卡内基•梅隆大学机械工程副教授Sheng Shen与国家可再生能源实验室的研究人员共同开发的热界面材料（TIM）。四年的工作产生的这种材料，该材料可以填充，且作用与传统焊料相同，但是导热率都比目前最先进的TIM材料还高两倍。

      Shen取得突破的背后的秘密是铜锡纳米线阵列。

      Shen解释道：“这些纳米线是利用小细孔从模板中生长出来的，就像模具。这是使用电镀的芯片技术，一次生长一层，就像将电线浸入到电解液一样。”

      得到的数组显示，它具有显着的热性能，是目前任何焊接材料无法比拟的。然而，不仅仅是它的导热性使超级焊料变得独一无二。

      超级焊料具有非凡的柔韧性或弹性，与橡胶或其他聚合物相当。这很重要，因为焊料连接的部件在加热时会膨胀和收缩，通常不同成分的两个部分之间会以不同的速率变化。减少柔量往往是传统焊料变差的原因，因为它们在重复使用时会变得脆弱，从而它们的传导热量的能力会随时间降低。根据Shen的说法，超级焊料的柔量比这些材料高出两到三个数量级。

      他的团队进行的一项实验将超级焊料组件与传统的锡焊料组件相匹配。虽然传统的焊料在循环不到300小时后开始导热率下降，但超过600小时后超级焊料继续以峰值热导率运行。事实上，超级焊料表现得非常好，其确切的限制仍然未知。

      Shen表示：“我们知道它还有上升空间，我们结束实验的唯一原因是因为我们不得不发表论文！”

      虽然超级焊料的能力上限仍在探索中，但未来的潜在应用很明显。超级焊接可以取代电子系统中的传统焊料，从微型便携式电子设备到仓库大小的数据中心，降低温度可以显着提高功率的密度和可靠性。传统的焊料可以做的任何事情，超级焊料几乎可以做得更好。

      虽然Shen对超级焊料的结果非常满意，但他的工作尚未完成，他仍然看到了改进的空间。该材料导电的特性在某些应用中不希望的。因此，他的下一个目标是创造一种可以保持其导热性，同时充当电绝缘体的新型超级焊料。

      经过四年的工作，几乎没有什么可以阻止他完善他的新材料。Shen也会一直坚持，直面挑战。