حاليًا، تنقسم مواد الأفلام الحرارية الموجودة في السوق إلى ثلاث فئات رئيسية: أفلام الجرافيت الحرارية الطبيعية، وأفلام الجرافيت الحرارية الاصطناعية، والأفلام الحرارية المصنوعة من الكربون النانوي. الشركات الرائدة المقابلة لهذه الفئات الثلاث هي GrafTech على التوالي (الولايات المتحدة الأمريكية)باناسونيك (اليابان)، و إس كيه سي (كوريا الجنوبية).

واليوم، وباستخدام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، اخترعت شركة GrafTech لوحة دوائر مرنة ذات ركيزة مرنة من الجرافيت. من خلال طباعة طبقات عازلة، وطبقات موصلة، ومكونات إلكترونية إضافية على مصفوفة الجرافيت المرنة، تتيح هذه التقنية انتشارًا فعالاً للحرارة من مكونات توليد الحرارة دون الإضرار بالأجزاء المجاورة. يلعب هذا دورًا حاسمًا في تطوير الأجهزة الإلكترونية الأصغر والأرق مثل الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة وأجهزة التلفزيون المسطحة.

وكانت شركة GrafTech أول من عالج هذا التحدي باستخدام صفائح جسيمات الجرافيت الممدد المضغوطة، وكانت رائدة في السوق في استخدام هذه المادة في الإدارة الحرارية للمنتجات الإلكترونية. مع ظهور المزيد والمزيد من المكونات الإلكترونية المتطورة، أحيانًا تولد هذه المكونات درجات حرارة شديدة نسبيًا أثناء التشغيل. يعد ارتفاع درجات الحرارة أحد العوامل التي يجب تجنبها لتحسين سرعات المعالجة. وتشمل هذه المكونات المعالجات الدقيقة والدوائر المتكاملة في المعدات الإلكترونية والكهربائية، وكذلك الأجهزة الضوئية عالية الطاقة وغيرها.

عادةً ما تعمل المعالجات الدقيقة والدوائر المتكاملة والمكونات الإلكترونية المعقدة الأخرى بفعالية فقط ضمن نطاق درجة حرارة معين. عندما تولد هذه المكونات حرارة زائدة أثناء التشغيل، فإن ذلك لا يضعف أدائها فحسب، بل يقلل أيضًا من أداء النظام وموثوقيته بشكل عام، ويمكن أن يؤدي حتى إلى فشل النظام.

أصبحت الإدارة الحرارية عاملاً متزايد الأهمية في تصميم المنتجات الإلكترونية. على سبيل المثال، يؤدي خفض درجة حرارة التشغيل لأجهزة أشباه الموصلات السيليكونية النموذجية إلى تحسين موثوقية الجهاز وإطالة عمر المنتج. لزيادة عمر المكونات وموثوقيتها إلى أقصى حد، يعد التحكم في درجة حرارة تشغيل الجهاز أمرًا بالغ الأهمية للمصممين.

عادة ما يتم تركيب المكونات الإلكترونية على لوحات الدوائر، والمعروفة أيضًا باسم لوحات الدوائر المطبوعة (مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور). حيث تعمل الشركات المصنعة باستمرار على تحسين أداء شاشة LCD—على سبيل المثال، عن طريق زيادة سطوع الشاشة—يتم استخدام مصابيح LED أكثر سطوعًا. ونتيجة لذلك، يزيد استهلاك الطاقة لمصابيح LED بشكل ملحوظ. الحرارة الناتجة عن مصدر الضوء تضر بتشغيل شاشات LCD. جرافتك’يمكن للوحة الدوائر المرنة، التي يتم إنتاجها عن طريق الطباعة ثلاثية الأبعاد لطبقات موصلة وعازلة للكهرباء على ركيزة من الجرافيت، أن تدعم الثنائيات الباعثة للضوء (المصابيح). يتم تركيب كل من قسم تبديد الحرارة للوحة الدائرة المرنة مع ركيزة من الجرافيت وقسم المكونات الإلكترونية المولدة للضوء على المقطع العرضي للمكون.

جرافتك’تمت الموافقة على براءة اختراع هذه التقنية، مما يعزز قدرتها على تصنيع الأجهزة الإلكترونية من مواد مرنة يمكن لفها أو تمديدها أو ثنيها بشكل متكرر. من المتوقع أن تصبح الإلكترونيات المرنة والقابلة للانحناء بديلاً محتملاً للوحات الدوائر المطبوعة الحالية، مع تطبيقات واسعة في الهواتف الذكية القابلة للطي، ومختلف الأجهزة القابلة للارتداء، وأنظمة السيارات.

وبالصدفة، في بداية عام 2017، نجح فريق بحث من جامعة ميسوري للعلوم والتكنولوجيا في دمج ركائز مرنة مع مواد موصلة صلبة—خصائص المواد المختلفة—باستخدام تقنية طباعة الهباء الجوي المباشرة، وبالتالي الجمع بين المواد الموصلة والركائز المرنة. يمكن لف الأسطح المرنة وتمديدها وثنيها بشكل متكرر، مما يتيح إنتاج منتجات إلكترونية قابلة للانحناء والمط دون أي تأثير تقريبًا على أدائها.