Ερευνητές έχουν αναπτύξει μια νέα τεχνική που μπορεί να αλλάξει τη μοριακή δομή του πλαστικού για να το βοηθήσει στην απομάκρυνση της θερμότητας. Η νέα τεχνική χρησιμοποιεί μια διαδικασία που αλλάζει τη δομή του ίδιου του υλικού, λαμβάνοντας υπόψη τη φύση των πλαστικών που είναι κατασκευασμένα από μεγάλες αλυσίδες μορίων, που είναι σφιχτά συσπειρωμένες και ‘μπερδεμένες’ σαν το σπαγγέτι, ανέφεραν.
Γι αυτό χρησιμοποιήθηκε από ερευνητές της επιστήμης των υλικών και της μηχανικής στο Πανεπιστήμιο του Michigan, μια νέα χημική διαδικασία για να διευρύνουν και να ευθυγραμμίσουν τις μοριακές αλυσίδες ενός υλικού, δίνοντας έτσι στη θερμότητα μια πιο άμεση διαδρομή μέσα από το υλικό.
Για να επιτευχθεί αυτό, οι ερευνητές διέλυσαν αρχικά ένα τυπικό πολυμερές ή πλαστικό μέσα σε νερό, έπειτα πρόσθεσαν ηλεκτρολύτες στο διάλυμα για να αυξήσουν το pH του, καθιστώντας το έτσι αλκαλικό.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν, επίσης, ότι αυτή η διαδικασία έχει κι ένα δευτερεύον πλεονέκτημα: σκληραίνει τις αλυσίδες του πολυμερούς και τις βοηθά να συγκεντρώνονται πιο σφιχτά, καθιστώντας τα πολυμερή ακόμα πιο θερμικά αγώγιμα.
Οι μεμονωμένοι κρίκοι στην αλυσίδα του πολυμερούς, που ονομάζονται μονομερή, παίρνουν ένα αρνητικό φορτίο, το οποίο τα αναγκάζει να απωθούν το ένα το άλλο. Καθώς τότε τα μονομερή απλώνονται, ανοίγεται η αλυσίδα.
“Τα μόρια του πολυμερούς εκπέμπουν θερμότητα με δονήσεις και μια πιο σκληρή αλυσίδα μορίων μπορεί να δονηθεί πιο εύκολα”, δήλωσε ο Apoorv Shanker, επιστήμονας των υλικών. “Σκεφτείτε μια σφιχτά τεντωμένη χορδή κιθάρας σε σύγκριση με ένα χαλαρά περιτυλιγμένο κομμάτι νήματος. Η χορδή κιθάρας θα δονείται όταν τραβιέται, ενώ ο χαλαρός σπάγκος δεν θα μπορεί. Αλυσίδες μορίων πολυμερούς συμπεριφέρονται με παρόμοιο τρόπο “, πρόσθεσε ο Shanker.
Η διαδικασία έχει μια σημαντική απόκλιση από τις προηγούμενες προσεγγίσεις, οι οποίες έχουν επικεντρωθεί στην προσθήκη μεταλλικών ή κεραμικών υλικών για γεμίσουν τα πλαστικά, μια διαδικασία που είναι δαπανηρή και μπορεί να αλλάξει τις ιδιότητες του πλαστικού με ανεπιθύμητους τρόπους. Το έργο έχει σημαντικές συνέπειες λόγω του μεγάλου αριθμού εφαρμογών πολυμερών όπου η θερμοκρασία είναι σημαντική.
Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Science Advances.
