Prozessorkühler könnten aus Kunststoff hergestellt werden, und das ist kein Komplott der Hersteller.

Eine Gruppe von Wissenschaftlern des Massachusetts Institute of Technology arbeitet weiterhin erfolgreich in einem sehr interessanten Bereich. Vor neun Jahren veröffentlichten MIT-Mitarbeiter in der Zeitschrift Nature Communications einen Bericht, in dem sie von der Entwicklung einer faszinierenden Technologie zur Streckung von Polyethylene-Molekülen berichteten. Im normalen Zustand ähnelt Polyethylen, wie auch andere Polymere, einer Mischung aus vielen Klumpen verklebter Spaghetti. Dies macht das Polymer zu einem hervorragenden Wärmedämmer, doch Wissenschaftler hatten immer eine andere Vorstellung. Wie wäre es, ein Polymer zu schaffen, das Wärme nicht schlechter leitet als Metalle? Und dafür braucht es nicht viel – die Moleküle des Polymers zu strecken, sodass sie Wärme durch Monokanäle vom Wärmequellenort zum Abstrahlort transportieren können. Das Experiment war erfolgreich. Den Wissenschaftlern gelang es, einzelne Polyethylenfasern mit hervorragender Wärmeleitfähigkeit zu erzeugen. Doch für die industrielle Umsetzung war dies nicht genug.

Heute hat dieselbe Gruppe von Wissenschaftlern des MIT einen neuen Bericht über wärmeleitende Polymere veröffentlicht. In den vergangenen neun Jahren wurde viel Arbeit geleistet. Anstelle der Herstellung einzelner Fasern haben die Wissenschaftler eine neue Methode entwickelt und umgesetzt eine erfahrene Anlage zur Herstellung von filmförmigen Wärmeleitbeschichtungen. Darüber hinaus wurde für die Herstellung der Wärmeleitfolien nicht das einzigartige Rohmaterial von vor neun Jahren verwendet, sondern handelsüblicher, pulverförmiger Polyethylen für die Industrie.

In der Versuchsanlage wird das Polyethylenpulver in einer Flüssigkeit gelöst und anschließend wird die Mischung auf eine mit flüssigem Stickstoff gekühlte Platte gesprüht. Danach wird das Werkstück erhitzt und auf einer Walzmaschine bis zur Dicke einer Verpackungsfolie gedehnt. Messungen haben gezeigt, dass die auf diese Weise hergestellte Wärmeleitfolie aus Polyethylen einen Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten von 60 W/(m·K) aufweist. Zum Vergleich: Bei Stahl beträgt dieser Wert 15 W/(m·K), während herkömmlicher Kunststoff einen Wert von 0,1–0,5 W/(m·K) erreicht. Der beste Wärmeleiter ist Diamant mit 2000 W/(m·K), jedoch ist es ebenfalls bemerkenswert, dass die Wärmeleitfähigkeit von Metallen übertroffen werden kann.

Der wärmeleitende Polymer weist auch eine Reihe anderer wichtiger Eigenschaften auf. Wärme wird in einer bestimmten Richtung geleitet. Stellen Sie sich vor, ein Laptop oder ein Smartphone leitet die Wärme von den Prozessoren ab, ohne ein aktives Kühlsystem. Weitere wichtige Anwendungsbereiche des wärmeleitenden Plastiks könnten Automobile, Kühlsysteme und andere sein. Das Plastik ist korrosionsbeständig, elektrisch isolierend, leicht und robust. Der Einsatz solcher Materialien könnte einen Impuls für die Entwicklung in vielen Branchen geben. Es wäre wünschenswert, dass dieser hoffnungsvolle Tag nicht noch neun Jahre auf sich warten lässt.

Quelle: 3dnews.ru