Metod gör plasten värmeledande
Av Processen sägs vara billig och skalbar samt möjlig att anpassas till en mängd olika plastmaterial.
Vid preliminära tester gjordes en polymer lika termiskt ledande som glas, visserligen betydligt sämre än metaller eller keramik, men med sex gånger bättre avledande värmeegenskaper än samma polymer utan behandling.
Enligt forskarna skiljer sig processen från andra tillvägagångssätt, där man fokuserat sig på att lägga metalliska eller keramiska fyllmedel i plastkompounden. Stora mängder fyllmedel blir dessutom dyrt och kan förändra plastens egenskaper på ett oönskat sätt.
Den teknik som forskarna vid universitetet i Michigan istället använt är en process som i sig själv omkonstruerar materialets struktur genom en kemisk process där plastens molekylkedjor expanderas och sedan rätas ut, vilket ger värmeenergin en mer direkt väg genom materialet.
Vid sina tester inledde teamet först sina försök med ett konventionellt plastmaterial. Polymeren löstes först upp i vatten. Därefter tillsattes elektrolyter till lösningen för att höja dess pH, vilket gjorde den alkalisk.
De individuella monomererna blev då negativt laddade, vilket fick dem att repellera från varandra och öppnade upp polymerkedjan. Vatten och en polymerlösning sprayades sedan på testplattorna via spin-gjutning, vilket återställde materialet till en solid plastfilm.
Vid sina försök upptäckte teamet även att processen har en sekundär fördel då den förstärker polymerkedjorna och hjälper dem att packa sin än tätare samman, vilket dem än mer termiskt ledande.
I dagsläget arbetar forskarteamet med att skapa kompositer som kombinerar den nya tekniken med flera andra värmeavledande strategier för att ytterligare öka värmeledningsförmågan.
De arbetar också med att tillämpa konceptet på andra typer av polymerer utöver dem som används i denna forskning, men det lär dröja ett flertal år innan vi kan räkna med att kommersiell produkt av detta slag på marknaden.
Källa: University of Michigan
Artikeln är en del av vårt tema om Tekniknytt.