Радиатор из пластика?

Учёные из Массачусетского технологического института (MIT) создали полимер, обладающий высокой теплопроводностью.

В 2010 г. группа исследователей с факультета энергетических технологий MIT сумела получить тончайшие нити полиэтилена, которые проводят тепловую энергию вдоль волокон в 300 раз лучше, чем обычный полиэтилен. Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature Nanotechnology, привлекли внимание разработчиков из компьютерной индустрии, производителей теплообменного оборудования и даже конструкторов гоночных автомобилей.

Создать технологию, которая позволяет превратить тончайшие волокна полимера в теплопроводящую плёнку, оказалось очень непросто. На «распутывание молекулярных узлов» ушло почти девять лет упорной работы.

Технология выглядит примерно так. Сначала промышленный порошковый полиэтилен растворяется в веществе, которое способствует расцеплению полимерных колец. Специальная проточная система продолжает разъединять молекулярные цепи, после чего раствор разбрызгивается по пластине, охлаждаемой жидким азотом. Образовавшийся лист протягивается между горячими роликами и растягивается, становясь тоньше продуктовой полиэтиленовой плёнки.

Полученный материал показывает теплопроводность на уровне 60 Вт/(м·K) - лучше, чем у стали и керамики, в то время как у обычного полиэтилена теплопроводность варьируется от 0,1 до 0,5 Вт/(м·K). Тепло распространяется в плоскости плёнки в направлении ориентации молекул, что позволяет использовать новый материал при изготовлении эффективных систем теплоотвода для ноутбуков и планшетов.

Рассматривая структуру полимера под рентгеновским рассеивающим микроскопом в Аргоннской национальной лаборатории, учёные MIT обнаружили, что молекулярные цепочки (на фото показаны слева) запутаны не так сильно, как в «комке спагетти» стандартного полиэтилена (справа), и закольцованные цепи встречаются нечасто.

Сегодня исследователи из Массачусетса экспериментируют с полимерами других видов, надеясь получить хорошую теплопроводность во всех трёх измерениях.