Грант НАСА помогает студенту Массачусетского университета изучать полимерные изоляторы и тепло

Брендан Скотт, специализирующийся на машиностроении, в этом году не проводит лето с другими студентами Массачусетского университета в Амхерсте.

Но он говорит, что ему весело.

НАСА предоставило ему стипендию в размере 6000 долларов США для изучения того, как полимерные изоляторы можно превратить в проводники тепла. Его можно было считать рыбой, выловленной из воды: инженером-механиком, занятым почти алхимическими усилиями по преобразованию материи.

Скотт, который планирует в декабре окончить Массачусетский университет в Амхерсте, сказал, что он сосредоточен на полиэтилене низкой плотности в сочетании с графитом, отчасти из-за его потенциальной экономии веса в качестве теплопроводника.

Преимущество теплопроводящих полимеров «будет очень широким», заявил недавно Скотт по телефону из Амхерста. «Это повлияет практически на все: автомобилестроение, аэрокосмическую промышленность, крупное машиностроение, управление температурным режимом и управление весом».

По его словам, спрос на такие материалы растет, чему способствует переход к электромобилям и электронике все меньшего размера.

Исследование рынка, опубликованное в марте компанией Coherent Market Insights Pvt. Ltd. из Берлингейма, Калифорния, и Пуны, Индия, прогнозирует, что рынок теплопроводящих полимеров, оцениваемый в 136,9 миллиона долларов в 2022 году, достигнет 366,4 миллиона долларов к 2030 году, что отражает совокупный годовой темп роста в 13,1 процента.

Исследование связывает большую часть ожидаемого роста с растущей автомобильной, аэрокосмической и электронной промышленностью. Однако в качестве проблем в исследовании упоминаются цена сырья, низкая долговечность и легкодоступные альтернативные материалы.

Скотт из Милтона, штат Массачусетс, недалеко от Бостона, особенно интересуется потенциальным применением космоса. Многие космические миссии предполагают доставку камней: «Камни тяжелые», - отметил он. Подать заявку на стипендию НАСА его вдохновил наставник факультета Янфэй Сюй, доцент кафедры машиностроения и промышленной инженерии Инженерного колледжа Массачусетского университета в Амхерсте.

В рамках исследования по превращению полимерных изоляторов в проводники тепла Сюй поможет Скотту исследовать межфазный тепловой перенос между полимерами и наполнителями в полимерных композитах.

«Свойства теплопереноса [в этой области]… недостаточно изучены», — сказал он. «У нас нет хорошей модели того, как они работают отдельно или с другими полимерами. То, над чем я работаю само по себе, — это один крошечный, очень конкретный фрагмент информации», который может стать частью огромного шага вперед.

Область применения включает «кондиционеры, зарядные устройства, ноутбуки, компьютеры, телефоны — почти все, что становится слишком горячим».

«Использовать их в больших масштабах практически несложно», - отметил он. Полимеры с высокой проводимостью будут обладать полезными свойствами обычных полимеров — обрабатываемостью, устойчивостью к коррозии, способностью создавать сложные формы — в то время как конкурирующие материалы, такие как металлы и керамика, могут быть плотными, дорогими и с ними трудно работать.

Еще одно космическое применение, которое изучают Скотт и Сюй, касается одежды космонавтов.

«Когда астронавты отправляются в космос, они хотят носить удобную, гибкую и легкую одежду», — сказал Сюй в пресс-релизе университета о стипендии.

«Когда они выходят в открытый космос, как скафандр может сохранять прохладу, тепло или максимальный комфорт астронавта? Очевидно, что мы знаем о материалах на основе полимеров, которые обладают уникальными свойствами, включая меньший вес, удобство ношения, гибкость и комфортный."

Стипендия была присуждена Массачусетским консорциумом космических грантов, входящим в состав Национального колледжа космических грантов и проекта стипендий НАСА.

У вас есть мнение по поводу этой истории? Есть ли у вас какие-то мысли, которыми вы хотели бы поделиться с нашими читателями? Компания Plastics News будет рада услышать ваше мнение. Отправьте письмо редактору по адресу [email protected]

Пожалуйста, введите действительный адрес электронной почты.

Пожалуйста, введите Ваш адрес электронной почты.

Пожалуйста, проверьте капчу.

Пожалуйста, выберите хотя бы один информационный бюллетень, чтобы подписаться.