Connect with us

Znanost

Elektronika

Polimer – toplinski vodič, ali i električni izolator

Većina polimera – materijala od dugih lančanih molekula – vrlo su dobri izolatori za toplinsku i električnu energiju. Ali tim s MIT-a pronašao je način za pretvaranje najkorištenijeg polimera, polietilena, u materijal koji provodi toplinu baš kao i većina metala, ali ipak ostaje električni izolator.

Novi proces uzrokuje da polimer vodi toplinu vrlo efikasno u samo jednom smjeru, za razliku od metala, koji ju vode jednako dobro u svim smjerovima. Izrada tog novog materijala bi mogla biti posebno korisna za primjene gdje je važno odvući toplinu od objekta, kao što je računalni čip (procesor). Rad je opisan u članku objavljenom 7. ožujka u časopisu Nature Materials.

Ključ za transformaciju je da se sve polimerne molekule postroje na isti način, a ne da formiraju kaotično zamršenu masu kao i obično. Tim je to učinio polako slažući polietilenska vlakna koristeći se sitno upravljivim konzolama na atomskom mikroskopu, koji se često koristi za mjerenje svojstava vlakana.

“Ova vlakna su oko 300 puta više vodljiva od normalnih toplinski vodljivih polietilenskih vlakana i to u smjeru pojedinog vlakna“, izjavio je vođa tima Chen Gang, profesor za energetiku i direktor Pappalardo Micro and Nano Engineering Laboratories na MIT-u. Visoka toplinska vodljivost može napraviti takva vlakna korisnima za rasipanje topline u mnogim primjenama gdje se sada koriste metali, kao što su solarni kolektori tople vode, izmjenjivači topline i elektronika.



Chen objašnjava da većina znanstvenika pokušava stvoriti polimer s poboljšanom toplinskom vodljivosti dodavanjem drugih materijala, kao što su ugljikove nanocjevčice, ali time su postigli samo skromna povećanja vodljivosti jer postoji prijelaz između dvije vrste materijala. “Ti prijelazi zapravo raspršuju toplinu, tako da se time ne bi postiglo neko poboljšanje”, kaže Chen. No, uz korištenje ove nove metode, vodljivost je pojačana toliko da je zapravo bolja nego kod polovice svih čistih metala, uključujući i željezo i platinu.

Za izradu novih vlakana, u kojima su polimerne molekule usklađene, a ne kaotične, potrebne su dvije faze, objašnjava apsolvent Sheng Shen, vodeći autor članka. Polimer je najprije zagrijan i rastegnut, pa onda opet grijan i protegnut dalje. “Kada se jednom stvrdne na sobnoj temperaturi, ne možete učiniti više nikakve deformacije”, Shen kaže, “pa ga podgrijemo dvaput.

“Čak bismo mogli postići i bolje rezultate uz poboljšanje tehnike”, kaže Chen, ističući da rezultati postignuti do sada već predstavljaju najvišu toplinsku vodljivost ikad, kod svih polimernih materijala. S obzirom na stupanj provodljivosti koji ona daju, ako se ovakva vlakna budu proizvodila u većim količinama, mogla bi pružiti jeftiniju alternativu za metale koji se koriste za prijenos topline u mnogim primjenama, posebice onda kada je smjer vođenja topline jako bitan, kao što su termički izmjenjivači, kućišta kod mobitela ili plastične ambalaže za računalne čipove. Ostale bi primjene mogle biti takve da iskoristite materijal koji je neobična kombinacija toplinske provodljivosti, kemijske stabilnosti i električne izolacije.

Do sada je tim proizveo pojedina vlakna u laboratorijskom okruženju”, kaže Chen, “ali nadamo se da će sve ići po planu i da ćemo uskoro moći proizvoditi veće količine materijala s istim svojstvima.” Ravi Prasher, inženjer u Intelu, kaže: “Rad prof. Chena i njegove grupe znanstvenika uvijek je bio fenomenalan”, i dodaje, “ovo je vrlo značajan nalaz, koji bi mogao imati mnogo primjena u elektronici.”

Izvor: sciencedaily.com

Nastavi čitati
Možda vas zanima...

Life is a sexually transmitted disease and there is a 100% mortality rate.

Ostavi komentar

Ostavi komentar

Vaša adresa e-pošte neće biti objavljena. Nužna polja su označena s *

Više u Elektronika

Popularno

Pratite nas na Fejsu

Na Vrh