NANOPOROUS MATERIAL COATING METHOD FOR HEAT TRANSFER CONTROL, COATING LAYER USING SAME, SUBSTRATE COMPRISING SAME, HEAT CONTROL ELEMENT, AND SYSTEM

• Main Authors: IM, YUN HYEOK, JANG, JONG SAN, SEO, YOU KYOUNG, HWANG, YOUNG KYU, LEE, SEUNG SEOB
• Format: Patent
• Language: English; French; Korean
• Published: 08.07.2010
• Subjects: ADHESIVES; BASIC ELECTRIC ELEMENTS; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; CHEMISTRY; COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES ORLACQUERS; CORRECTING FLUIDS; DYES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ELECTRICITY; FILLING PASTES; INKS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF; METALLURGY; MISCELLANEOUS APPLICATIONS OF MATERIALS; MISCELLANEOUS COMPOSITIONS; NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS,MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES ASDISCRETE UNITS; NANOTECHNOLOGY; NATURAL RESINS; PAINTS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; PERFORMING OPERATIONS; POLISHES; SEMICONDUCTOR DEVICES; TRANSPORTING; USE OF MATERIALS THEREFOR; WOODSTAINS

The present invention relates to a surface treatment method, and more particularly, to a method for coating the surface of a substrate with nanoporous material for heat transfer control. The method includes the steps of: producing a nanoporous material; depositing an organic functional group on the surface of a substrate where said nanoporous material is to be coated; and covalently bonding the nanoporous material to the surface of the subtrate. The method according to the present invention has the following advantages: the coating layer is provided with numerous active nucleation sites; enables gas to be stored in the pores; provides a large contact area between liquid and gas, high capillary pressure and excellent wettability; and enables a superior combination of bubbles and high bubble detachment frequency. Accordingly, the coating layer of the present invention provides a low temperature boiling point, a high critical heat flux and a high heat transfer coefficient. The present coating layer can be produced into a thin film having a thickness of a few microns or less, and can thus be used for cooling a substrate which generates a large amount of heat in a confined area, such as a computer CPU, LEDs, mobile phone, or the like. The present coating layer also overcomes the problem of increased heat resistance. The nanoporous material has a large surface area, and the coating layer is excellent in moisture absorbance and water repellence. The coating layer of the present invention is strongly bonded to the surface of the substrate, and can be used stably over extended periods without the coating layer peeling off even with extended exposure to vibrations. La présente invention concerne un procédé de traitement de surface et plus particulièrement un procédé permettant de recouvrir la surface d'un substrat avec un matériau nanoporeux pour la régulation du transfert thermique. Le procédé comprend les étapes qui consistent à produire un matériau nanoporeux; à déposer un groupe fonctionnel organique sur la surface d'un substrat sur lequel le matériau nanoporeux doit être enrobé; puis à lier par covalence le matériau nanoporeux à la surface du substrat. Le procédé selon la présente invention présente les avantages suivants: la couche d'enrobage est pourvue de nombreux sites de nucléation actifs, elle permet de stocker le gaz dans les pores, elle offre une grande surface de contact entre le liquide et le gaz, une présente une pression capillaire élevée et une excellente mouillabilité; elle permet une combinaison supérieure des bulles et une fréquence de détachement des bulles élevée. Ainsi, la couche d'enrobage de la présente invention permet d'obtenir un point d'ébullition à basse température, une densité de flux thermique critique élevée et un coefficient de transfert thermique élevé. La couche d'enrobage susmentionnée peut être produite sous la forme d'une pellicule mince présentant une épaisseur égale ou inférieure à quelques microns, et elle peut ainsi être utilisée pour refroidir un substrat qui génère une grande quantité de chaleur dans une zone confinée, telle que l'unité centrale d'un ordinateur, des DEL, un téléphone mobile ou tout autre article similaire. La couche d'enrobage présentée permet également de résoudre le problème de la résistance thermique élevée. Le matériau nanoporeux présente une grande surface utile et la couche d'enrobage présente un excellent pouvoir d'absorption de l'humidité et un excellent indice hydrofuge. La couche d'enrobage de la présente invention est fermement liée à la surface du substrat et elle peut être utilisée de manière stable sur de longues périodes sans pelage de la couche d'enrobage même en cas d'exposition prolongée aux vibrations.