Zespół naukowców z Massachusetts Institute of Technology kontynuuje pracę w bardzo interesującym kierunku. Dziewięć lat temu w czasopiśmie Nature Communications pracownicy MIT , w którym poinformowali o opracowaniu interesującej technologii prostowania cząsteczek polietylenu. W swoim naturalnym stanie polietylen, podobnie jak inne polimery, przypomina makaronowe danie z mnóstwem skręconych nitek. Sprawia to, że polimer jest doskonałym izolatorem cieplnym, a naukowcy zawsze marzyli o czymś bardziej niezwykłym. Jak dobrze by było stworzyć polimer, który mógłby przewodzić ciepło tak dobrze, jak metale! W tym celu wystarczyło jedynie wyprostować cząsteczki polimeru, aby mogły przewodzić ciepło przez monokanaly od źródła do miejsca rozpraszania. Eksperyment się udał. Naukowcy zdołali stworzyć pojedyncze włókna polietylenu o doskonałej przewodności cieplnej. Jednak do wdrożenia w przemyśle to było zbyt mało.
Dziś ten sam zespół naukowców z MIT opublikował nowy raport dotyczący przewodzących polimerów. W ciągu ostatnich dziewięciu lat wykonano ogromną pracę. Zamiast produkcji pojedynczych włókien naukowcy prototypową instalację do wytwarzania cienkowarstwowej powłoki przewodzącej ciepło. Co więcej, do produkcji przewodzących filmów użyto nie unikalnych surowców, jak dziewięć lat temu, a zwykłego komercyjnego proszkowego polietylenu do przemysłu.
W prototypowej instalacji proszek polietylenu rozpuszcza się w cieczy, a następnie roztwór rozpylany jest na stal, schłodzoną ciekłym azotem. Następnie surowiec podgrzewany jest i rozciągany na maszynie walcowej do stanu cienkiej folii, o grubości jak folia opakowaniowa. Pomiar pokazał, że wytworzona w ten sposób przewodząca folia polietylenowa ma współczynnik przewodności cieplnej wynoszący 60 Wt/(m·K). Dla porównania, dla stali ten wskaźnik wynosi 15 Wt/(m·K), a dla zwykłego plastiku – 0,1–0,5 Wt/(m·K). Najlepszą przewodnością cieplną może pochwalić się diament – 2000 Wt/(m·K), ale prześcignięcie metali pod względem przewodności cieplnej to również dobry wynik.
Polimer przewodzący ciepło ma też szereg innych ważnych właściwości. Ciepło przewodzone jest bowiem wyłącznie w jednym kierunku. Wyobraź sobie laptopa lub smartfona, które odprowadzają ciepło z procesorów bez aktywnego systemu chłodzenia. Inne istotne obszary zastosowania plastiku przewodzącego ciepło mogą obejmować samochody, systemy chłodnicze i inne. Plastik nie boi się korozji, nie przewodzi elektryczności, jest lekki i wytrzymały. Wprowadzenie takich materiałów do życia może być impulsem do rozwoju przemysłu w wielu branżach. Chciałbym, abyśmy nie musieli czekać jeszcze dziewięciu lat na ten jasny dzień.
Źródło: 3dnews.ru
