قد تجعل المواد البلاستيكية الموصلة حرارياً الأجهزة الإلكترونية أخف وزنًا

يمكن للمفهوم على الأرجح صب فيلم منصهر ساخن يمكن تكييفها مع مجموعة متنوعة من المواد البلاستيكية الأخرى. وفي الاختبارات الأولية، نجحت في صنع بوليمر مماثل في موصليته الحرارية مثل الزجاج، ومع ذلك فهو أقل توصيلًا للحرارة من المعادن أو السيراميك، ولكنه أفضل بست مرات في تبديد الحرارة من نفس البوليمر دون معالجة. ويحل البلاستيك محل المعادن والسيراميك في العديد من الأماكن، لكنه قال جينسانج كيم، أستاذ علوم وهندسة المواد في جامعة ميريلاند: "إنها موصلات حرارية رديئة لدرجة أنه لا أحد يأخذها في الاعتبار للتطبيقات التي تتطلب تبديد الحرارة بكفاءة".

ونحن نعمل على تغيير ذلك من خلال تطبيق الهندسة الحرارية على البلاستيك بطريقة لم يتم القيام بها من قبل. وبنجاح محدود، يجب إضافة كمية كبيرة من الحشوات، وهو أمر مكلف ويمكن أن يغير خصائص البلاستيك بطرق غير مرغوب فيها، وبدلاً من ذلك، تستخدم التقنية الجديدة عملية تعمل على هندسة بنية المادة نفسها.

يتكون البلاستيك من سلاسل طويلة من الجزيئات الملتفة بإحكام والمتشابكة مثل وعاء من السباغيتي. عندما تنتقل الحرارة عبر المادة، يجب أن تنتقل عبر هذه السلاسل وفيما بينها في رحلة شاقة وغير مباشرة تعيق تقدمها. ويضم الفريق أيضًا أستاذًا مشاركًا في الهندسة الميكانيكية كيفن بايب، وباحثًا متخرجًا في الهندسة الميكانيكية.

استخدم تشين لي وطالب الدراسات العليا في علوم وهندسة المواد أبورف شانكر عملية كيميائية لتوسيع وتقويم سلاسل الجزيئات. أعطى هذا للطاقة الحرارية طريقًا مباشرًا أكثر عبر المادة. ولتحقيق ذلك، بدأوا باستخدام بوليمر نموذجي، أو بلاستيك. قاموا بإذابة البوليمر في الماء، ثم أضافوا إلكتروليتات إلى المحلول لرفع درجة الحموضة، مما يجعله قلويًا.