Tworzywa sztuczne przewodzące ciepło mogą sprawić, że urządzenia elektroniczne będą lżejsze

Koncepcja może prawdopodobnie odlewanie gorącej folii topliwej można dostosować do różnych innych tworzyw sztucznych. We wstępnych testach okazało się, że polimer przewodzi ciepło mniej więcej tak samo jak szkło, wciąż znacznie gorzej niż metale czy ceramika, ale sześciokrotnie lepiej odprowadza ciepło niż ten sam polimer bez obróbki. Tworzywa sztuczne w wielu miejscach zastępują metale i ceramikę, ale są są tak słabymi przewodnikami ciepła, że ​​nikt nawet nie bierze ich pod uwagę w zastosowaniach wymagających efektywnego rozpraszania ciepła” – powiedział Jinsang Kim, profesor nauk o materiałach i inżynierii na U-M.

Pracujemy nad tym, aby to zmienić, stosując inżynierię cieplną do tworzyw sztucznych w sposób, jakiego nie robiono wcześniej”. Proces ten stanowi istotne odejście od poprzednich podejść, które skupiały się na dodawaniu do tworzyw sztucznych wypełniaczy metalicznych lub ceramicznych. Rozwiązanie to zostało spełnione. z ograniczonym sukcesem; należy dodać dużą ilość wypełniaczy, co jest kosztowne i może zmienić właściwości tworzywa sztucznego w niepożądany sposób. Zamiast tego nowa technika wykorzystuje proces modyfikujący strukturę samego materiału.

Tworzywa sztuczne składają się z długich łańcuchów cząsteczek, które są ciasno zwinięte i splątane jak miska spaghetti. Ciepło przepływające przez materiał musi odbywać wzdłuż i pomiędzy tymi łańcuchami żmudną, okrężną podróż, która utrudnia jego postęp. W skład zespołu wchodzi także profesor nadzwyczajny inżynierii mechanicznej Kevin Pipe, absolwent inżynierii mechanicznej.

Chen Li oraz absolwent nauk o materiałach i inżynierii Apoorv Shanker wykorzystali proces chemiczny do rozszerzania i prostowania łańcuchów molekularnych. Dzięki temu energia cieplna przeszła bardziej bezpośrednią drogę przez materiał. Aby to osiągnąć, zaczęli od typowego polimeru lub plastiku. Rozpuścili polimer w wodzie, a następnie dodali do roztworu elektrolity, aby podnieść jego pH i nadać mu odczyn zasadowy.