新熱工工藝或提升電動(dòng)車?yán)m(xù)航里程數(shù)

據(jù)外媒報(bào)道,密歇根大學(xué)的研究人員找到了一種新方法,可改變塑料的分子結(jié)構(gòu),使該材料的導(dǎo)熱性與玻璃制品大體相同。這類新塑料或許能使產(chǎn)品的質(zhì)地更為輕盈、在降低其售價(jià)的同時(shí)提升材料的能效。由于車重對(duì)電動(dòng)車的續(xù)航里程數(shù)有直接影響,新款輕量化塑料或?qū)⒂兄谔嵘妱?dòng)車的續(xù)航里程數(shù)。

這項(xiàng)新的熱能工程工藝(thermal engineering process)或?qū)⒈挥糜谳p量化塑料部件的制造中,其適用于車輛、LED燈及計(jì)算機(jī)等設(shè)備。截止至目前,由于塑料受限于散熱(dissipating heat)等因素,許多特殊應(yīng)用均未采用該材料。

早前,科研人員曾向塑料內(nèi)添加金屬填料或陶瓷填料,旨在提升其導(dǎo)熱性,但這項(xiàng)技術(shù)在很大程度上是不成功的,更遑論其高昂的價(jià)格。密歇根大學(xué)的研究人員采用了新方法,通過一種化學(xué)工藝,使塑料緊密纏繞的分子鏈擴(kuò)開并強(qiáng)化其結(jié)構(gòu),為塑料材質(zhì)創(chuàng)建了一條散熱路徑。先將塑料聚合物溶于水,再加入電解質(zhì),提升其pH值。

聚合物鏈(polymer chain)內(nèi)的各鏈接將攜帶負(fù)電荷,使其彼此排斥、擴(kuò)散并展開。此后,研究人員又采用了一種名為“旋轉(zhuǎn)涂膜法(spin casting)”的工業(yè)生產(chǎn)工藝,將該溶液制成固態(tài)塑料膜(solid plastic film)。

據(jù)該校機(jī)械工程學(xué)副教授Kevin Pipe透露:“長(zhǎng)期以來,研究人員采用了各類方法,旨在改變聚合物的分子結(jié)構(gòu),賦予塑料新的機(jī)械、光學(xué)或電子特性。然而,本次卻采用分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來改變材料導(dǎo)熱性,這類研究鮮有耳聞。通常,材料的熱流動(dòng)(heat flow)是個(gè)復(fù)雜的過程,哪怕只是對(duì)聚合物的導(dǎo)熱性進(jìn)行了小幅改進(jìn),也可能會(huì)產(chǎn)生較大的技術(shù)影響(technological impact)”。