Исследователи Массачусетского технологического института нашли способ преобразовать наиболее часто используемый полимер – полиэтилен – в материал, проводящий высокую температуру так же, как и большинство металлов. Электроизолирующие свойства при этом сохраняются.

Ключевым преобразованием являлось то, что все молекулы полимера упорядочивались в линию вместо обычного хаотического формирования. Ученые добились этого, медленно протягивая полиэтиленовое волокно с помощью атомного микроскопа, с помощью которого ученые также измеряли свойства полученного волокна.

Большинство полимеров сделаны из длинных цепеподобных молекул.Они являются хорошими изоляторами высокой температуры и электричества.

Разработанный механизм делает полимер эффективно теплопроводящим лишь в одном направлении, в отличие от металлов, которые проводят тепло одинаково во всех направлениях. тем самым новый материал может стать особенно полезным в случае, когда необходимо «увести» высокую температуру от объекта, такого, например, как компьютерный процессор.

Результаты исследования опубликованы в издании Nature Materials.

Ключевым преобразованием являлось то, что все молекулы полимера упорядочивались в линию вместо обычного хаотического формирования. Ученые добились этого, медленно протягивая полиэтиленовое волокно с помощью атомного микроскопа, с помощью которого ученые также измеряли свойства полученного волокна.

Это волокно является примерно в 300 раз более теплопроводящим, чем обычный полиэтилен, сообщил профессор Ганг Чен.

Высокая теплопроводность может сделать эти волокна полезными для рассеивания высокой температуры в составе множества приборов, где сегодня используются металлы, например в солнечных накопительных водонагревателях, теплообменниках и в электронике.

Большинство попыток создания полимеров с улучшенной теплопроводностью сосредоточились на добавлении материалов, таких как углеродные нанотрубки. Так удалось достичь лишь весьма скромного увеличения теплопроводности, потому как соединения между двумя видами материала обычно обладают собственным тепловым сопротивлением.

«Соединения фактически рассеивают высокую температуру, а потому усовершенствование не получается слишком эффективным», сообщил Чен. Зато с применением нового метода удалось увеличить проводимость так, что она стала лучше, чем в случае с половиной технически чистых металлов, включая железо и платину. «Данное новшество получит значительное распространение в области электроники», заметили в заключение ученые.

Nature Materials.