科学家创造出可隔热且不损失强度的塑料

一种控制聚合物中原子振动的新方法可能为开发能够更好地抵抗热传递和防火的轻质材料提供一条途径。如果塑料能够更有效地阻挡热量,而又不会变得更弱、更重或更难制造,会怎样?马萨诸塞大学阿默斯特分校的研究人员表示,他们可能发现了一种新的 [...]

来源:SciTech日报

一种控制聚合物中原子振动的新方法可能为开发能够更好地抵抗热传递和防火的轻质材料提供一条途径。

如果塑料能够更有效地阻挡热量而不变得更弱、更重或更难制造,会怎样?马萨诸塞大学阿默斯特分校的研究人员表示,他们可能已经找到了一种新方法,通过在原子水平上改变热量通过材料的方式来实现这一目标。

他们的方法针对的是隔热方面最大的挑战之一。大多数绝缘材料依赖于截留的空气,因为空气是热的不良导体。这种策略对于泡沫绝缘材料等产品效果很好,但在塑料中引入气穴通常会付出代价,降低强度和耐用性,同时使制造复杂化。麻省大学团队没有增加空白空间,而是专注于破坏通过固体材料传递热量的微观振动。

这项工作有助于为轻质、柔韧、阻燃且能更好地限制传热的新型塑料铺平道路。潜在的应用范围从宇航服和航天器到需要改进热管理的节能建筑和电子产品。

重新思考热量如何通过塑料传播

热导率测量热量穿过材料的难易程度。例如,金属可以有效导热,因为能量可以通过其原子结构快速移动。绝缘材料会减慢这个过程。

麻省大学的研究人员并没有通过添加孔隙或充满空气的空腔来改变材料的结构,而是在原子尺度上研究了热传输。在固体中,热量主要通过原子之间的振动传递。这些振动路径越有组织、越容易进入,热量移动的效率就越高。

研究人员希望得到相反的效果。

创造“缓慢的混乱”

DOI:10.1039/D6MH00633G

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