Thermisch geleidende kunststoffen kunnen elektronische apparaten lichter maken

Het concept kan waarschijnlijk het gieten van hete smeltbare film worden aangepast aan een verscheidenheid aan andere kunststoffen. In voorlopige tests werd een polymeer ongeveer zo thermisch geleidend als glas, nog steeds veel minder dan metalen of keramiek, maar zes keer beter in het afvoeren van warmte dan hetzelfde polymeer zonder de behandeling. Kunststoffen vervangen op veel plaatsen metalen en keramiek, maar ze Ze zijn zulke slechte warmtegeleiders dat niemand ze zelfs maar beschouwt als toepassingen waarbij de warmte efficiënt moet worden afgevoerd”, zegt Jinsang Kim, hoogleraar materiaalkunde en techniek aan de U-M.

We werken eraan om dat te veranderen door thermische engineering op kunststoffen toe te passen op een manier die nog niet eerder is gedaan. "Het proces wijkt in grote mate af van eerdere benaderingen, die zich concentreerden op het toevoegen van metallische of keramische vulstoffen aan kunststoffen. met beperkt succes; er moet een grote hoeveelheid vulstoffen worden toegevoegd, wat duur is en de eigenschappen van het plastic op ongewenste manieren kan veranderen. In plaats daarvan maakt de nieuwe techniek gebruik van een proces dat de structuur van het materiaal zelf verandert.

Kunststoffen zijn gemaakt van lange ketens van moleculen die strak opgerold en verward zijn als een kom spaghetti. Terwijl warmte door het materiaal reist, moet het langs en tussen deze ketens een moeizame, omslachtige reis afleggen die de voortgang ervan belemmert. Het team bestaat ook uit universitair hoofddocent werktuigbouwkunde Kevin Pipe, afgestudeerd onderzoeker op het gebied van werktuigbouwkunde.

Chen Li en student materiaalkunde en techniek Apoorv Shanker gebruikten een chemisch proces om de molecuulketens uit te breiden en recht te trekken. Hierdoor kreeg warmte-energie een directere route door het materiaal. Om dit te bereiken zijn ze begonnen met een typisch polymeer, oftewel plastic. Ze losten het polymeer op in water en voegden vervolgens elektrolyten aan de oplossing toe om de pH te verhogen, waardoor deze alkalisch werd.