Brzo istezanje mijenja sposobnost prijenosa topline

Većina materijala ima inherentnu sposobnost podnošenja topline. Plastika je, na primjer, obično loš toplinski vodič, dok materijali poput mramora učinkovitije prenose toplinu. Ako biste jednu ruku stavili na mramornu radnu površinu, a drugu na plastičnu dasku za rezanje, mramor bi provodio više topline dalje od vaše ruke, stvarajući hladniji osjećaj u usporedbi s plastikom.

Toplinska vodljivost materijala obično se ne može promijeniti bez ponovne proizvodnje. No, inženjeri s MIT-a sada su otkrili da relativno uobičajen materijal može promijeniti svoju toplinsku vodljivost. Jednostavnim istezanjem materijala brzo se povećava njegova toplinska vodljivost, s osnovne vrijednosti slične plastici na veći kapacitet bliži onome mramora. Kada se materijal vrati u svoj nerastegnuti oblik, vraća svoja svojstva slična plastici.

Termički reverzibilni materijal je olefinski blok kopolimer - mekani i fleksibilni polimer koji se koristi u širokom rasponu komercijalnih proizvoda. Tim je otkrio da se, kada se materijal brzo rasteže, njegova sposobnost provođenja topline više nego udvostručuje. Ovaj prijelaz događa se unutar samo 0,22 sekunde, što je najbrže toplinsko prebacivanje koje je uočeno kod bilo kojeg materijala.

Ovaj materijal mogao bi se koristiti za projektiranje sustava koji se prilagođavaju promjenjivim temperaturama u stvarnom vremenu. Na primjer, promjenjiva vlakna mogla bi se utkati u odjeću koja inače zadržava toplinu. Kada se rastegne, tkanina bi odmah odvodila toplinu s tijela osobe kako bi je ohladila.

Slična vlakna mogu se ugraditi u prijenosna računala i infrastrukturu kako bi se spriječilo pregrijavanje uređaja i zgrada. Istraživači rade na daljnjoj optimizaciji polimera i na projektiranju novih materijala sa sličnim svojstvima.

Ključ novog fenomena je da se, kada se materijal rasteže, njegove mikroskopske strukture poravnavaju na načine koji iznenada omogućuju lagan prolaz topline, povećavajući toplinsku vodljivost materijala. U nerastegnutom stanju, iste mikrostrukture su isprepletene i skupljene, učinkovito blokirajući put topline.

Tim je također otkrio da se ovo toplinsko prebacivanje događa izuzetno brzo: toplinska vodljivost materijala više se nego udvostručila unutar samo 0,22 sekunde nakon istezanja.

Znanstveni rad objavljen u časopisu Advanced Materials možete pronaći na ovoj poveznici.