Ny plasttype kan føre til lette, billige og mere energieffektive bilkomponenter
more_vert
close
close

Vores nyhedsbreve

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og at Mediehuset Ingeniøren og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, tilbud mm via telefon, SMS og email. I nyhedsbreve og mails fra Mediehuset Ingeniøren kan findes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Ny plasttype kan føre til lette, billige og mere energieffektive bilkomponenter

Billedet viser en prøve af varmeledende polymer, der får testet tykkelsen – på University of Michigans Lurie Nanofabrication Facility. Foto: Joseph Xu, Michigan Engineering

Amerikanske forskere har gjort en opdagelse, der måske kan føre til nye varmeledende plastmaterialer, der både er lette, billige og energieffektive og derfor velegnede til brug i komponenter til biler, computere og lysdioder, hvor materialer skal kunne komme af med varmen.

I dag fravælger man ofte plast eller tilsætter metal- eller keramiske fyldstoffer til plast, så det både bliver dyrere og ændrer på plastens andre egenskaber.

Men ingeniører med speciale i materialevidenskab og maskinteknik på University of Michigan har fundet på en ny måde at producere plast på, der kan vise sig at blive banebrydende.

»Selvom varmestrømmen i materialer ofte er en kompleks proces, kan selv små forbedringer i polymerernes termiske ledninger have en stor teknologisk indvirkning,« siger en af forskerne, lektor Kevin Pipe i en artikel på universitetets hjemmeside.

Svært for plast at afgive varmen

Plastmateriale er lavet af lange kæder af molekyler, der er sammenflettet som en skål spaghetti. Opbygningen betyder, at det er svært for varmen at fordele sig gennem plasten, for varmen skal rejse langt gennem kæderne.

Læs også: Plast i kosmetik kan erstattes af mikroperler af cellulose

Den nyudviklede teknik ændrer på plastens molekylære struktur, så den får lettere ved at komme af med varmen.

»Forskere har længe studeret måder at modificere polymerernes molekylære struktur på for at konstruere deres mekaniske, optiske eller elektroniske egenskaber. Men meget få undersøgelser har koncentreret sig om molekylære designmetoder til at konstruere deres termiske egenskaber,« siger Kevin Pipe.

Kemisk proces der strækker polymererne

Forskerne har brugt en kemisk proces til at udvide og rette molekylekæderne, så varmen bevæger sig en mere direkte vej gennem materialet.

Læs også: Biavler og biolog gør lovende opdagelse: Voksglade larver tygger sig også gennem plast

De opløser først polymeren i vand og tilsætter så elektrolytter for at øge pH-værdien, så opløsningen bliver alkalisk.

De enkelte forbindelser i polymerkæden – kaldet monomerer – får derved en negativ ladning, som får dem til at frastøde hinanden.

Til sidst sprøjtes vand- og polymeropløsningen på plader på samme måde som ved den industrielle fremstillingsproces kaldet spin-støbning, så der dannes en fast plastfilm.

De ubundne molekylkæder i plasten gør det lettere for varmen at fordele sig, og forskerne fandt også ud af, at fremstillingsprocessen samtidig gør polymerkæderne stivere, så de pakker sig tættere sammen – hvilket gør materialet endnu mere termisk ledende.

Forsker videre i blandingsmaterialer

Som med al anden grundforskning mangler der en del forskning, før man er klar med et produkt.

Læs også: Ny opfindelse: Glasbaseret maling nedkøler metaloverflader

De foreløbige tests viser, at polymeren stadig er langt dårligere til at lede varme end metaller og keramik, som man bruger i dag. Men samtidig er den seks gange bedre til at aflede varme end andre polymerer, der ikke er opbygget på samme måde.

Forskerholdet er derfor nu i gang med at lave en komposit, der kombinerer den nye teknik med flere andre varmeafledende teknikker for at øge varmeledningsevnen yderligere.

Forskningen er offentliggjort i tidsskriftet Science Advances.