Lufteinschlüsse sind seit langem der Cheat-Code, um Dinge kühl zu halten. Luft einfangen, Hitze blockieren, Problem gelöst.
Es eignet sich hervorragend für Schaum. Es scheitert an allem, was tatsächlich Stress standhalten muss. Fügen Sie dem Kunststoff Luftblasen hinzu, tauschen Sie Isolierung gegen Schwäche ein. Sie erhalten zerbrechliches Material. Auch schwieriger zu machen.
Forscher der UMass Amherst beschlossen, die Idee des Luftspalts zu verwerfen.
Sie untersuchten die Wärme auf atomarer Ebene. In festem Kunststoff breitet sich Wärme in Form von Schwingungen von Atom zu Atom aus. Organisierte Bewegung bedeutet schnelle Wärmeübertragung. Unorganisierte Bewegung entspricht… Zeitlupe.
Yanfei Xu, ein Assistenzprofessor für Ingenieurwissenschaften, wollte die Party stören.
Die Bucket-Brigade-Analogie
Xu vergleicht die effiziente Wärmeübertragung mit der Verteilung von Wassereimern durch Feuerwehrleute. Sind sie perfekt ausgerichtet? Das Wasser fließt. Wärme bewegt sich.
Die Forscher wollten stattdessen die Kleinkinder.
Desorganisiert. Sich in zufällige Richtungen bewegen. Tragen Sie Fingerhüte statt Eimer. Das ist der neue Zielzustand für diesen Kunststoff.
„Langsames Chaos“
Das ist der Ausdruck, den Xu verwendet.
Durch die Konstruktion der Polymerstruktur, insbesondere eines Hybrids aus Polyurethan und Tetrahydrogy-Desoxybenzointriazol.
Was ist passiert?
Die Wärmeleitfähigkeit sank um 17 %. Noch nicht weltbewegend, aber vielversprechend. Das Material blieb dicht. Es blieb flexibel. Und es wurde flammhemmend.
Denken Sie an Raumanzüge. Rümpfe von Raumfahrzeugen. Bessere Isolierung für Gebäude oder Elektronik, ohne dass diese dünn ist.
Das Ziel ist ein leichtes Material, das gleichzeitig Wärmeübertragung und Feuer widersteht.
Warum Leerraum hinzufügen, wenn man die Atome einfach verwechseln kann?
Die in Materials Horizons veröffentlichte Studie beschreibt die Methode zur Begrenzung zugänglicher Schwingungsmodi. Unterstützt von der National Science Foundation und der FAA.
Eine Reduzierung um 17 Prozent ist der Proof of Concept.
Es gibt noch mehr zu tun.
Der Weg nach vorne scheint klarer. Unterbrechen Sie die Vibration. Behalte die Kraft. Lass die Luft hinter dir.
