Прорывной полимер MIT обещает более безопасные телефоны и ноутбуки, предотвращая перегрев

Инженеры MIT разработали полимер под названием политиофен, который эффективно проводит тепло.

Он гибкий, легкий и в 10 раз более проводящий, чем обычные полимеры.

Его можно наносить прямо на кремниевые пластины и различные электронные приборы.

Как это сделано?

Обычный полимер — это большое молекула, состоящая из нескольких повторяющихся подединиц (мономеров, связанных конец к концу). До сих пор разработка полимеров была ограничена либо сильными интермолекулярными взаимодействиями (перенос фотона между полимерными цепями), либо сильными внутримолекулярными взаимодействиями (перенос фотона вдоль полимерных цепей).

Теперь инженеры попытались достичь обоих взаимодействий одновременно. Они придумали технику, позволяющую теплу передаваться между — так и вдоль — полимерных цепей. Они разработали сопряженный полимер, называемый политиофеном или поли(3-гетилтиофен), который имеет высокую теплопроводность.

Он изготавливается через восстановительную химическую осадку паров снизу вверх, используя сильное π-π стековое нековалентное взаимодействие между полимерными цепями и сильную ковалентную связь C=C вдоль удлиненной цепи.

Реакция сформировала жесткие цепи полимера вместо скрученных нитей в традиционных полимерах. Они создали крупномасштабные прототипы, каждый площадью 2 см².

Тестирование и результаты

Для тестирования теплопроводности прототипов инженеры использовали технику, известную как временная тепловая рефлектансометрия. В этой технике материал подвергается лазерному лучу для нагрева его поверхности. Затем они анализируют падение температуры, измеряя отражательную способность материала, пока тепло распространяется на другие части материала.

Падение температуры показывает, как быстро тепло распространяется на другие части, что позволяет инженерам рассчитать теплопроводность материала.

Они обнаружили, что прототипы были однородными и проводили тепло со скоростью 2 Вт/(м·К), что в 10 раз выше, чем у традиционных полимеров. Поскольку полимер почти изотропен, он проводит тепло во всех направлениях с одинаковой скоростью, повышая способность материала рассеивать тепло.

Процесс окислительной химической осадки паров и неразрушающая природа материала позволяют формировать высококачественные тонкие пленки с высокой теплопроводностью на многочисленных подложках, демонстрируя свою универсальность и бесчисленную применимость.

Материал можно наносить прямо на кремниевые пластины и различные электронные приборы. Инженеры планируют дальше работать над этим проектом и сделать его совместимым с другими продуктами, вроде пленок для печатных плат и корпусов для батарей.