Американские ученые разработали полиэтилен с высокой теплопроводностью

Результаты недавнего исследования, проведенного группой американских специалистов из Массачусетского Технологического Института (MIT), позволили авторам разработать методику превращения самого  распространенного на сегодняшний день полимера в мире – полиэтилена — в материал, обладающей теплопроводностью, сравнимой с теплопроводности металла. Таким образом, можно говорить о появлении еще одного полимера, свойства которого весьма сильно отличаются от большинства его других «собратьев», плохо проводящих как тепло, так и электричество.

Методика, о которой здесь идет речь, позволяет придать полимеру способность эффективно проводить тепло только в одном направлении, что отличает его от металлов, не обладающих таким крайне интересным свойством. Понятно, что подобный материал может оказаться весьма полезным для применения в тех областях, где необходимо отводить от объекта избыток теплоты, к примеру — в тех же самых системах охлаждения компьютерных чипов и процессоров.

Что же касается секрета изготовления такого полимера, то он заключается в придании новых физических свойств посредством превращения хаотично спутанных нитей молекул материала в упорядоченную систему. Это достигалось методикой, предусматривающей медленное вытягивание нитей полимера из раствора с упорядочиванием их с помощью точного атомно-силового микроскопа. На следующем этапе исследования американские эксперты изучили свойства полученного волокна с помощью того же атомно-силового микроскопа.

По словам ведущих авторов данного исследования — Ганга Чена (Gang Chen) и Карла Ричарда Содерберга (Carl Richard Soderberg) — теплопроводность полученного таким образом полиэтиленового волокна в направлении индивидуальных волокон в 300 раз выше, чем у исходного материала. По мнению авторов работы, настолько высокие теплопроводные характеристики полимера будут востребованы во многих практических приложениях, где требуется эффективное рассеивание теплоты.

Как сообщает на своих страницах интернет-портал rcc.ru, сам процесс получения новых полимерных волокон с упорядоченными молекулами, проводится в две стадии — нагрев и растяжение полимера. Авторы работы особо подчеркивают то обстоятельство, что модификация новой методики позволит увеличить теплопроводность еще в большей степени, хотя уже и сейчас полученный полимерный материал отличается самым высоким значением данного параметра среди всех материалов своего рода. Разработчики отмечают, что та теплопроводность, которой обладают полиэтиленовые волокна, вполне позволяет использовать новую модификацию полимера в качестве недорогой замены металлам, традиционно применяющимся для теплопереноса во многих областях техники. При этом характеристики нового полимера будут особенно востребованы в том случае если актуальность приобретает анизотропная теплопроводность, в частности — при изготовлении теплообменных радиаторов, корпусов сотовых телефонов или же пластиковых оболочек компьютерных микросхем.

Также не стоит сбрасывать со счетов и то немаловажное обстоятельство, что ранее недостижимое сочетание высокой теплопроводности, небольшой плотности, химической стабильности и диэлектрических свойств нового материала открывает множество интересных путей для разработки других способов применения нового полимера.

Несмотря на то, что в настоящее время теплопроводный полиэтилен существует только лишь в качестве образца, созданного в лабораторных условиях, массачусетские специалисты планирует уже в скором будущем расширить метод получения нового материала до промышленных объемов, изготавливая десятисантиметровые пластины полиэтилена с анизотропными теплопроводными свойствами.