열 전도성 플라스틱으로 전자 장치를 더 가볍게 만들 수 있습니다

컨셉은 아마도 뜨거운 용해성 필름 주조 다양한 다른 플라스틱에 적용할 수 있습니다. 예비 테스트에서 유리만큼 열 전도성이 있는 폴리머를 만들었지만 금속이나 세라믹보다 열 전도성이 훨씬 낮았지만 처리하지 않은 동일한 폴리머보다 열을 6배 더 잘 발산했습니다. 플라스틱은 여러 곳에서 금속과 세라믹을 대체하고 있지만 열 전도율이 너무 낮아 효율적으로 열을 소산해야 하는 응용 분야에 아무도 고려하지 않을 정도입니다.”라고 U-M 재료 과학 및 공학 교수인 김진상이 말했습니다.

우리는 이전에 수행되지 않았던 방식으로 플라스틱에 열공학을 적용함으로써 이를 변화시키기 위해 노력하고 있습니다." 이 프로세스는 플라스틱에 금속 또는 세라믹 필러를 추가하는 데 중점을 두었던 이전 접근 방식에서 크게 벗어났습니다. 성공은 제한적이지만, 많은 양의 충전재를 추가해야 하는데, 이는 비용이 많이 들고 바람직하지 않은 방식으로 플라스틱의 특성을 변경할 수 있습니다. 대신에 새로운 기술은 재료 자체의 구조를 엔지니어링하는 공정을 사용합니다.

플라스틱은 스파게티 그릇처럼 촘촘하게 감겨 있고 엉켜 있는 긴 분자 사슬로 이루어져 있습니다. 열이 재료를 통과하면서 진행을 방해하는 힘들고 우회적인 여정을 통해 이러한 체인을 따라 이동해야 합니다. 이 팀에는 기계공학 부교수이자 기계공학 대학원 연구원인 Kevin Pipe도 포함되어 있습니다.

Chen Li와 재료 과학 및 공학 대학원생 Apoorv Shanker는 화학 공정을 사용하여 분자 사슬을 확장하고 직선화했습니다. 이로 인해 열 에너지가 재료를 통해 보다 직접적인 경로를 갖게 되었습니다. 이를 달성하기 위해 그들은 일반적인 폴리머, 즉 플라스틱으로 시작했습니다. 그들은 폴리머를 물에 녹인 다음 용액에 전해질을 첨가하여 pH를 높여 알칼리성으로 만들었습니다.