Νέα τεχνική βοηθά τη θερμότητα να περάσει μέσω του πλαστικού.
Οι ερευνητές της επιστήμης των υλικών και της μηχανικής στο Πανεπιστήμιο του Michigan (UM) έχουν αναπτύξει μια νέα τεχνική που μπορεί να αλλάξει τη μοριακή δομή του πλαστικού για να το βοηθήσει να απορρίψει τη θερμότητα.
Η νέα τεχνική χρησιμοποιεί μια διαδικασία που σχεδιάζει τη δομή του ίδιου του υλικού, λαμβάνοντας υπόψη τη φύση των πλαστικών κατασκευασμένων από μεγάλες αλυσίδες μορίων που είναι σφιχτά συσπειρωμένα και μπερδεμένα σαν ένα μπολ με σπαγγέτι, ανέφερε ο Xinhua.
Στην τρέχουσα διεργασία χρησιμοποιήθηκε μια χημική διαδικασία για να διευρύνει και να ευθυγραμμίσει τις αλυσίδες του μορίου, δίνοντας έτσι στη θερμότητα μια πιο άμεση διαδρομή μέσα από το υλικό. Για να επιτευχθεί αυτό, οι ερευνητές διέλυσαν αρχικά ένα τυπικό πολυμερές ή πλαστικό σε νερό, έπειτα πρόσθεσαν ηλεκτρολύτες στο διάλυμα για να αυξήσουν το pH του, καθιστώντας το αλκαλικό.
Οι μεμονωμένοι κρίκοι στην αλυσίδα του πολυμερούς, που ονομάζονται μονομερή, παίρνουν ένα αρνητικό φορτίο, το οποίο τους αναγκάζει να αποκρούσουν το ένας το άλλο. Καθώς τα μονομερή εξαπλώνονται, ανοίγουν τα σφιχτά πηνία της αλυσίδας. Τέλος, το νερό και το διάλυμα πολυμερούς ψεκάζονται σε πλάκες χρησιμοποιώντας μια κοινή βιομηχανική διαδικασία που ονομάζεται κλώση, η οποία την ανασυστάνει σε μια στερεή πλαστική μεμβράνη.
Οι αλυσίδες μορίων που ξετυλίγονται μέσα στο πλαστικό, διευκολύνουν τη διέλευση της θερμότητας μέσα από αυτό. Οι ερευνητές βρήκαν επίσης ότι η διαδικασία έχει ένα δευτερεύον πλεονέκτημα: σκληραίνει τις αλυσίδες του πολυμερούς και τους βοηθά να πακετάρονται μαζί πιο σφιχτά, καθιστώντας τους ακόμη πιο θερμικά αγώγιμα.
“Τα μόρια του πολυμερούς εκπέμπουν θερμότητα με δόνηση και μια πιο σκληρή αλυσίδα μορίων μπορεί να δονηθεί πιο εύκολα”, δήλωσε ο Apoorv Shanker, επιστήμονας των υλικών και πτυχιούχος μηχανικός. “Σκεφτείτε μια σφιχτά τεντωμένη χορδή κιθάρας σε σύγκριση με ένα χαλαρά περιτυλιγμένο κομμάτι σπάγκου. Η χορδή κιθάρας θα δονείται όταν μαζεύεται, ενώ ο σπάγκος δεν θα τα καταφέρει. Οι αλυσίδες μορίων πολυμερούς συμπεριφέρονται με παρόμοιο τρόπο “, πρόσθεσε ο Shanker.
Η παρούσα διαδικασία είναι μια σημαντική απόκλιση από τις προηγούμενες προσεγγίσεις, οι οποίες έχουν επικεντρωθεί στην προσθήκη μεταλλικών ή κεραμικών υλικών πλήρωσης σε πλαστικά, μια διαδικασία που είναι δαπανηρή και μπορεί να αλλάξει τις ιδιότητες του πλαστικού με ανεπιθύμητους τρόπους. Το έργο έχει σημαντικές συνέπειες λόγω του μεγάλου αριθμού εφαρμογών πολυμερών όπου η θερμοκρασία είναι σημαντική. Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Science Advances.
