یک تیم تحقیقات بین‌المللی موفق شده است تا با استفاده از پوشش حاوی گرافن، هدایت گرمایی پلاستیک پلی‌اتیلن‌ ترافتالات (PET) را 600 برابر افزایش دهد با این کار دایره کاربرد مواد پلاستیکی در حوزه‌هایی نظیر تراشه‌سازی و سیستم‌های روشنایی افزایش می‌یابد.

به گزارش سرویس فناوری ایسنا، پلی‌اتیلن‌ ترافتالات پلاستیک مشهوری است که در بطری‌های آب و نوشابه مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ماده سبک و مستحکم، قابل بازیافت است و می‌توان با قالب‌ریزی آن را به هر شکلی در آورد. از الیاف این پلاستیک برای ساخت نخ استفاده می‌شود. از آنجایی که هدایت گرمایی این الیاف بسیار کم است، لباس‌های بافته شده از آن بسیار گرم است.

هدایت گرمایی گرافن در حدود 2000 تا 5000 W/mK است در حالی که این رقم در پلی‌اتیلن‌ ترافتالات در حد 0.2 W/mK است. زمانی که گرافن روی زیرلایه‌ای قرار می‌گیرد هدایت گرمایی آن کم می‌شود، دلیل این امر آن است که شبکه نوسانی حمل کننده گرما به دلیل وجود برهمکنش با زیرلایه دچار اختلال می‌شود. با این حال هنوز هدایت گرمایی گرافن نسبت به بسیاری از مواد بالاست.

محققان دانشگاه منچستر با همکاری پژوهشگرانی از دانشگاه کالیفرنیا موفق به ساخت پوشش گرافنی با ضخامت چند میکرون شدند که می‌توان آن را روی زیرلایه پلی‌اتیلن‌ ترافتالات قرار داد. نتایج پژوهش‌های محققان نشان داد که این کار موجب افزایش قابل توجه هدایت گرمایی پلی‌اتیلن‌ ترافتالات می‌شود.

این گروه تحقیقاتی با استفاده از روش رامان گرمانوری غیرتماسی، هدایت گرمایی این کامپوزیت را اندازه‌گیری کردند. از طیف‌سنجی رامان به عنوان دماسنج برای اندازه‌گیری تغییرات دمایی در نمونه استفاده شد. در این پژوهش لیزر برای گرم کردن نمونه مورد استفاده قرار گرفت.

محققان این پروژه می‌گویند: نتایج یافته‌های ما نشان داد که هدایت گرمایی کامپوزیت 600 برابر افزایش یافته است، این هدایت گرمایی با هدایت گرمایی فلزاتی نظیر آهن و سرب برابر است. هدایت گرمایی پلی‌اتیلن‌ ترافتالات در دمای اتاق بسیار پایین است. این موضوع باعث شده است تا دامنه کاربرد این پلاستیک محدود شود. ما نشان دادیم که با ایجاد یک پوشش گرافنی می‌توان این مشکل را رفع کرد.

نتایج این پژوهش در نشریه Nano Letters به چاپ رسیده است.

انتهای پیام