Polymeerejä käytetään yleensä lämpöeristeinä ja joissakin tapauksissa jopa lämpöjohteina. Illinoisin yliopiston Urbana-Champaignin kampuksen tutkijat ovat nyt saaneet aikaan uudenlaista polymeeriä, jossa lämmönjohtavuus muuttuu valon ohjaamana.
- Polymeerejä käytetään laajalti teknisissä järjestelmissä, mutta näitä materiaaleja on lähes aina pidetty lämmön suhteen staattisina. Polymeerit, jotka voidaan optisesti virittää vaihtamaan nopeasti lämpöä johtavan ja eristävän tilan välillä, avaavat täysin uusia mahdollisuuksia lämmönhallinnalle, selvittää professori Paul Braun.
Tutkijoiden mukaan kyseessä on ensimmäinen havainto valon laukaisevasta edestakaisesta kide/neste-faasimuutoksesta polymeerimateriaalilla. Siirtymä voi tapahtua kumpaankin suuntaan kymmenissä sekunneissa huonelämpötilassa. Terminen johtavuus on parhaimmillaan 0,35 W/mK ja heikoimmillaan 0,10 W/mK.
Illinoisin yliopiston tutkimusryhmän kehittämä terminen muunnos on peräisin fotoherkästä molekyylistä. Tämä atsobentseeni voidaan optisesti virittää ultravioletilla ja näkyvällä valolla.
- Kyky muuttaa nopeasti polymeerin lämpöominaisuuksia valolle altistamalla avaa jännittäviä uusia reittejä lämmönsiirron ja energian muuntamisen hallitsemiseksi molekyylitasolla, toteavat tutkijat yliopistonsa tiedotteessa.
Oheisessa kuvassa ympäristöolosuhteissa tai näkyvässä valossa (vasen puoli) polymeeri on kiteinen ja sillä on suuri lämmönjohtavuus. Ultraviolettivalolle (UV) altistuessa se muuttuu heikosti lämpöä johtavaksi nesteeksi. Pikkukuvat näyttävät kaavamaisesti kiteisen ja nestemäisen polymeerin kussakin tilassa.
MIT:n tutkijat ovat puolestaan havainneet grafiitissa epätodennäköisen lämmönsiirtotavan. He löysivät todisteita siitä, että lämpö liikkuu grafiitin läpi samalla tavalla kuin ääni liikkuu ilmassa.
120 Lelvinin tai -153 Celsius-asteen lämpötiloissa tutkijat näkivät selkeät merkit siitä, että lämpö voi kulkea grafiitin läpi aaltomaisella liikkeellä. Pisteet, jotka olivat alun perin lämpimiä, jäävät heti kylmiksi, kun lämpö liikkuu materiaalin läpi lähes äänen nopeudella. Käyttäytyminen muistuttaa aaltoilevaa tapaa, jolla ääni kulkee ilman läpi, joten tutkijat ovat kopioineet tämän eksoottisen lämmönsiirtotavan "toiseksi ääneksi".
Tutkijoiden ennusteiden mukaan myös grafeenissa voi esiintyä sama jopa korkeammissa lämpötiloissa, jotka lähestyvät tai ylittävät huoneen lämpötilan. Jos näin on, voi grafeeni olla käytännöllinen vaihtoehto yhä tiheämpien mikroelektroniikkalaitteiden jäähdyttämiseksi.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 20.3.2019
Saksalaislähtöinen Ubitium on kehittänyt innovatiivisen prosessoriarkkitehtuurin, joka yhdistää eri suorittimien (CPU, GPU, DSP, FPGA) toiminnot yhteen siruun. Yrityksen mukaan tämä uusi RISC-V-arkkitehtuuriin perustuva ratkaisu mullistaa yli 50 vuotta vanhan suorittimien suunnittelun.
Moni uusi sähköauton omistaja kokee toimintasädeahdistusta. Tätä ongelmaa autonvalmistajat voivat helpottaa siirtymällä piipohjaista IGBT-piireissä piikarbidiopohjaisiin siruihin. auton vetoinvertterissä.
