La majorité des polymères (les matériels faits de longues chaînes moléculaires) est très bons corps isolants de la chaleur et de l'électricité. Mais une équipe du MIT a trouvé la manière de transformer le polymère le plus utilisé (le polyéthylène) dans un matériel qui conduit la chaleur si bien comme la majorité des métaux, et cela continue d'être un corps isolant électrique.
Le nouveau processus fait que le polymère conduit la chaleur très avec compétence dans un sens unique, à l'opposé des métaux, où la conduite est égale dans toutes les directions. Cela peut faire au nouveau matériel spécialement utile pour les applications où il est nécessaire d'extraire une chaleur depuis une fontaine, comme par exemple un chip microprocesseur. Le travail est décrit dans un paper publié dans Nature Materials le 7 mars.
La clé pour le tranformación a été d'aligner de la même manière toutes les molécules du polymère au lieu de faire qu'il grandit d'une forme chaotique, comme il fait normalement. L'équipe a obtenu une croissance lente en faisant qu'il grandit à partir d'une solution, en utilisant comme grue minuscule un microscope électronique de mouvements très précis, de plus qui permettait de mesurer les propriétés de fibre résultante.
Cette fibre est 300 fois mieux une conductrice de la chaleur que le polyéthylène normal dans la direction de chaque fibre individuelle, consolide Gang Cheng, titulaire de la chaire Carl Richard Soderbergh Professor of Power Engineering et directeur du Pappalardo Micro and Frère aîné Enginereeing Laboratories dans le MIT.
La grande conductivité thermique peut faire que ces fibres sont très utiles pour dissiper la chaleur dans beaucoup d'applications où aujourd'hui des métaux sont utilisés, comme dans des dépôts d'eau chauffés avec énergie solaire, interéchangeurs de chaleur, et une électronique.
Chen explique que la majorité des tentatives pour créer des polymères avec une conductivité thermique améliorée ont été basées dans ajouter d'autres matériels, comme nanotubes de carbone, mais ceux-ci ont uniquement obtenu de petites améliorations dans la conductivité à cause que l'interphase entre les deux types de matériel a l'habitude d'ajouter une résistance thermique.
Ce qui arrive dans l'interphase consiste en ce que se disperse la chaleur, avec ce que tu ne peux pas obtenir de grandes améliorations
Chen dit. Mais en faisant un usage de sa nouvelle méthode, la conductivité s'est assez améliorée pour qu'il devienne même meilleur que la majorité des métaux, y compris du fer et le platine.
Produire les nouvelles fibres, dans lesquelles les molécules qui constituent les polymères sont toutes alignées au lieu d'être entassé requiert un processus dans deux phases, explique l'étudiant de degré Sheng Shen, l'auteur principal du paper. D'abord le polymère est chauffé et étiré, de l'époque on lui chauffe pour le rétrécir encore plus.
Dès que se solidifie à une température une atmosphère, tu peux le déformer comme tu veux. Dès que nous le chauffons deux fois,
Shen explique.
Même il est possible d'obtenir des améliorations à mesure que la technicienne se perfectionne, indique Chen, en faisant remarquer que le résultat obtenu se trouve déjà très loin dont jusqu'à présent on avait vu dans une conductivité thermique dans des polymères. De plus, le degré obtenu de conductivité, s'il consiste en ce que ces fibres peuvent se produire dans une masse, pourrait être une alternative très bon marchée à des métaux usés comme dissipateurs dans beaucoup d'applications, spécialement dans celles dans lesquelles le directividad de la dissipation est important, comment dans les interéchangeurs de chaleur (comme les bobines dans la partie postérieure d'un réfrigérateur ou dans un air conditionné), dans les carcasses de téléphones portables ou dans les supports pour chips. Même d'autres applications pourraient apparaître de combiner la haute conductivité thermique avec sa légèreté, stabilité chimique et isolation électrique.
Bien qu'ils aient uniquement produit des fibres individuelles dans le laboratoire, Chen se montre optimiste
Nous espérons que cela peut sortir à la rue après l'avoir produit d'une forme massive.
En étant pas uniquement des fibres mais aussi des feuilles entières avec les mêmes propriétés.
Ravi Prasher, ingénieur d'Intel, dit
La qualité du travail du groupe de Prof. Chen a toujours été phénoménal. Et c'est une trouvaille très significative qui pourrait avoir des applications multiples dans une électronique. Comment montable est la production de ces fibres ? Comment est-il de facile de la composer dans des applications réelles ?
Ce sont des questions encore pour répondre.
Une traduction libre d'Insulators Made Into Conductors : Polymers Coaxed to Line Up, Transformed Into Materials That Could Dissipate Heat dans Science Daily.
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