Зарегистрированных посетителей: 10449

"Абсолютно новая методика повышения теплопроводности полимеров"

Сайт о нанотехнологиях #1 в России
август 2017 г.

Если бы пластмассы обладали более высокой теплопроводностью, то они могли бы использоваться для создания множества более легких, более дешевых, более энергоэффективных компонентов, используемые в транспортных средствах, светодиодах и компьютерах. Новая методика, которая может изменить молекулярную структуру пластика, чтобы сделать его более теплопроводящим, является многообещающим шагом в этом направлении.

Разработанный командой исследователей из Университета Мичигана метод подробно описан в статье, опубликованной в Science Advances. Этот процесс является недорогим и масштабируемым.

Концепция, вероятно, может быть адаптирована и к ряду других пластмасс. В предварительных испытаниях полимер превращали в теплопроводящий, как стекло (это гораздо меньше, чем теплопроводность металла или керамики), но в шесть раз лучше, чем тот же полимер без обработки.

«Пластмассы во многих местах заменяют металлы и керамику, но они такие плохие теплопроводники, что никто даже не рассматривает их для приложений, требующих эффективного рассеивания тепла», – сказал Цзинанг Ким, профессор материаловедения и инженерных наук Университета Мичигана. – «Мы работаем над тем, чтобы изменить это, применяя теплотехнику к пластмассам таким образом, который никто раньше не применял».



Этот процесс является основным отличием от предыдущих методов повышения теплопроводности полимеров, которые были сосредоточены на добавлении металлических или керамических наполнителей к пластмассам. Это имело ограниченный успех, поскольку необходимо добавить большое количество наполнителей, а это является дорогостоящим и может нежелательным образом изменить свойства пластика. Вместо этого в новом методе используется процесс, который изменяет структуру самого материала.

Пластмассы изготовлены из длинных цепочек молекул, которые плотно свернуты и запутаны, как макароны. По мере того, как тепло проходит через материал, оно должно проходить вдоль и между этими цепями – трудный путь, который мешает его прохождению через такой материал.

Команда, которая также включает в себя адъюнкт-профессора машиностроения Кевина Пайпа, аспиранта по машиностроению Чэнь Ли и аспиранта по материалам и технике Апурва Шанкера, использовала химический процесс для расширения и выпрямления цепей молекул. Это создало более прямой путь через материал для тепловой энергии. Они начали с типичного полимера. Сначала они растворяли его в воде, затем добавляли электролиты в раствор для повышения его рН, делая его щелочным.

Отдельные звенья в полимерных цепях, называемые мономерами, берут отрицательный заряд, что заставляет их отталкивать друг друга. Когда они раздвигаются, они разворачивают тесные витки цепи. Наконец, раствор воды и полимера распыляют на пластинки с использованием общего промышленного процесса, называемого спин-литье, которое восстанавливает его в твердую пластиковую пленку.



Несвернутые цепи молекул внутри пластика облегчают прохождение через него тепла. Команда также обнаружила, что этот процесс имеет второстепенное преимущество – он укрепляет полимерные цепи и помогает им упаковываться вместе более плотно, делая их еще более теплопроводящими.

Исследователи считают, что их работа может иметь важные последствия из-за большого числа применений полимеров, для которых важна температура.

«Исследователи давно изучили способы изменения молекулярной структуры полимеров для разработки их механических, оптических или электронных свойств, но в немногих исследованиях были рассмотрены подходы к молекулярному дизайну для разработки их тепловых свойств», – сказал Пайп. – «Хотя тепловой поток в материалах часто является сложным процессом, даже небольшие улучшения в теплопроводности полимеров могут иметь большое технологическое значение».

Команда теперь рассматривает создание композитов, которые сочетают новый метод с несколькими другими стратегиями рассеивания тепла для дальнейшего увеличения теплопроводности. Они также работают над тем, чтобы применить концепцию к другим типам полимеров, помимо тех, которые используются в этом исследовании. Коммерциализация продукта, вероятно, произойдет через несколько лет.


Источник: www.nanonewsnet.ru



Для того, чтобы добавить публикацию,
вам необходимо или зарегистрироваться


Статьи журнала "Полимерные материалы"

«Щелевая» пропитка под давлением для сокращения времени цикла производства изделий из композитов«Щелевая» пропитка под давлением для сокращения времени цикла производства изделий из композитов
Введение Полимерные композиционные материалы на основе непрерывных волокон (ВПКМ) в высокой степе...
Функция activeFlowBalance: возможности повышения надежности процесса литья под давлением и качества литьевой продукцииФункция activeFlowBalance: возможности повышения надежности процесса литья под давлением и качества литьевой продукции
Инновационная программная функция activeFlowBalance (aFB), разработанная компанией Sumitomo (SHI...
Биополимеры: перспективы развитияБиополимеры: перспективы развития
Одной из основных тем в отрасли в настоящее время стали биополимеры, обладающие многообещающим п...
Органическая и печатная электроника: на волне успехаОрганическая и печатная электроника: на волне успеха
Если и будет преувеличением сказать, что органические и печатные схемы совершают революцию в микроэл...
Все статьи

Журнал

В следующем номере

    Тема номера: КАЧЕСТВО И КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА
  • Методы испытаний поверхности изделий интерьера автомобилей
  • Fakuma-2017: высокая точность дозирования красителей – залог высокого качества окрашивания продукции
  • ЯМР-релаксометры серии the minispec – новый уровень контроля качества полимеров
  • Разработка состава новой кабельной резиновой композиции
  • Читать полностью

Популярные запросы

Полистирол псв
Оборудование для производства труб
Азодикарбонамид
Кровельные и гидроизоляционные материалы
Шнур энергофлекс
Цветная стрейч пленка
Отходы полимеров
Пластификаторы
Производители полистирола
Вторичный пвд

Контакты

Адрес редакции:
105066, Москва, Токмаков пер., д. 16, стр. 2

Редакция:
+7 (499) 267-40-10
E-mail: victor-gonchar@mail.ru

Отдел подписки:
Прямая линия: 8 (800) 200-11-12
бесплатный звонок из любого региона России
E-mail: podpiska@vedomost.ru

Отдел рекламы:
Прямая линия:
+7 (499) 267-40-10, +7 (499) 267-40-15
E-mail: reklama@vedomost.ru

Вопросы работы портала:
E-mail: support@polymerbranch.com

Рейтинг@Mail.ru
Rambler's Top100
Логин или E-mail
Пароль (Забыли пароль?)
Запомнить
Если Вы ещё не зарегистрированы в системе, Вам необходимо зарегистрироваться
Введите E-mail:
Настоящим, в соответствии с Федеральным законом № 152-ФЗ «О персональных данных» от 27.07.2006 года, Вы подтверждаете свое согласие на обработку компанией ООО «Концепция связи XXI век» персональных данных: сбор, систематизацию, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), использование, передачу в целях продвижения товаров, работ, услуг на рынке путем осуществления прямых контактов с помощью средств связи, продажи продуктов и услуг на Ваше имя, блокирование, обезличивание, уничтожение.

Компания ООО «Концепция связи XXI век» гарантирует конфиденциальность получаемой информации. Обработка персональных данных осуществляется в целях эффективного исполнения заказов, договоров и иных обязательств, принятых компанией в качестве обязательных к исполнению.

В случае необходимости предоставления Ваших персональных данных правообладателю, дистрибьютору или реселлеру программного обеспечения в целях регистрации программного обеспечения на Ваше имя, Вы даёте согласие на передачу своих персональных данных.

Компания ООО «Концепция связи XXI век» гарантирует, что правообладатель, дистрибьютор или реселлер программного обеспечения осуществляет защиту персональных данных на условиях, аналогичных изложенным в Политике конфиденциальности персональных данных.

Настоящее согласие распространяется на следующие персональные данные: фамилия, имя и отчество, место работы, должность, адрес электронной почты, почтовый адрес доставки заказов, контактный телефон, платёжные реквизиты. Срок действия согласия является неограниченным. Вы можете в любой момент отозвать настоящее согласие, направив письменное уведомление на адрес: podpiska@vedomost.ru с пометкой «Отзыв согласия на обработку персональных данных».

Обращаем Ваше внимание, что отзыв согласия на обработку персональных данных влечёт за собой удаление Вашей учётной записи с соответствующего Интернет-сайта и/или уничтожение записей, содержащих Ваши персональные данные, в системах обработки персональных данных компании ООО «Концепция связи XXI век», что может сделать невозможным для Вас пользование ее интернет-сервисами.

Давая согласие на обработку персональных данных, Вы гарантируете, что представленная Вами информация является полной, точной и достоверной, а также что при представлении информации не нарушаются действующее законодательство Российской Федерации, законные права и интересы третьих лиц. Вы подтверждаете, что вся предоставленная информация заполнена Вами в отношении себя лично.

Настоящее согласие действует в течение всего периода хранения персональных данных, если иное не предусмотрено законодательством Российской Федерации.

Принимаю условия соглашения
Mon, 25 Sep 2017 14:31:01