/图像-1/绝缘1。学分:奥斯汀的德克萨斯大学自二战以来，我们的电气基础设施基本上没有变化，但技术的进步——特别是材料的进步——打开了我们过去从未想过可能的大门。这些进步为未来100年及以后重新设计我们的电气基础设施奠定了基础。重新设计至关重要，因为我们每天都对电网施加更多压力，要求更快的计算机处理速度，并推动电力运输。为这些设备和基础设施供电的先进和小型化半导体产生的大量热量会导致它们失效。这些设备还需要与元件电绝缘和保护。
随着设备和基础设施的不断发展，世界各地都在开发新型电绝缘材料，以满足不断增长的性能和可靠性需求。奥斯汀得克萨斯大学的研究人员与美国陆军研究实验室合作，正在分析用于电绝缘或包装的新材料，与今天的绝缘材料相比，这种材料可以更有效地散热。
“电网可以满足数百万家庭和企业的需求，并处理数千安培的电流，”瓦伊巴夫·巴哈杜尔说，他是发表在《IEEE学报》上的一篇新论文的合著者，也是科克雷尔工程学院沃克机械工程系的热流体系统副教授。“我们谈论的是相当显著的发热、高电压和在极端温度下生存的能力，这在不断变化的气候中只会变得更糟。”
巴哈杜尔说:“我们发现的关键问题是，仅仅提高导热率是不够的。“您需要对材料和多功能材料有更全面的了解，以满足电气、热和机械要求。”
/图像-2/绝缘材料2。学分:德克萨斯大学奥斯汀分校仅关注一种属性，如导热性，不足以从电子设备中获得必要的性能和寿命。你需要确保材料具有大的电阻，对极端温度的耐受性，处理机械应力的能力和防潮能力，等等。材料开发人员面临的巨大挑战是同时改善所有这些性能，而不是当前的一次一个的方法。
“以前从未对这些新纳米材料进行过全面的评估，”罗伯特·赫布纳说，他是沃克系的研究教授，UT机电中心主任，也是论文的合著者。“这篇文章是未来材料发展的路线图。我们从工程和可靠性的角度为材料界提供了一个关键的回顾和观点。”
这些新型纳米复合材料由含有纳米颗粒的聚合物制成，并寻求达到与金属相当的热性能水平，同时保留聚合物的优点——重量轻、不易腐蚀、更容易制造。一些最有前途的材料的热导率接近传统聚合物的100倍。
如果我们能像研究人员建议的那样，从整体上推进电绝缘，我们就能看到我们生活的许多方面得到改善。一个可靠的、基于可再生能源的电网。更快的笔记本电脑处理器，不会过热。使用空气代替稀缺水资源的动力装置冷却。甚至是一种过渡到电力航空的产品，其电缆可以承受起飞时产生的极端热量。
鉴于全球对这些材料广泛应用的兴趣，未来的进展可以而且应该迅速展开。Bahadur建议，这种先进的多功能材料技术的实际应用最早可能在2030年实现。
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