Investigadores del MIT desarrollan polímero que duplica la conductividad térmica • Construible
Ingeniero del MIT (y) desarrolló un polímero flexible que puede cambiar rápida y reversiblemente su conductividad térmica simplemente estirándolo. Este avance podría permitir la refrigeración bajo demanda en electrónica, tejidos técnicos e incluso aplicaciones arquitectónicas.
él estudiarUn artículo publicado en la revista Advanced Materials muestra que las fibras fabricadas a partir de copolímeros de bloques de olefinas (OBC), un material comercial común, pueden más que duplicar su capacidad de transferencia de calor cuando se someten a tensión mecánica. Después de volver a su forma original, el material vuelve a tener una baja conductividad térmica similar al plástico tradicional.
Cambios térmicos
En la mayoría de los materiales, la capacidad de conducir calor es una propiedad fija que sólo puede modificarse cambiando su composición o estructura permanente. Sin embargo, en este caso, la conductividad aumentó tan solo 0,22 segundos después de aplicar el estiramiento, lo que representa el cambio térmico más rápido observado hasta la fecha en un material con estas propiedades. Además, el proceso es reversible y puede repetirse miles de ciclos sin una degradación significativa.
Este comportamiento se puede explicar a través de la microestructura del polímero. En estado relajado, OBC asume una estructura mayoritariamente amorfa, con cadenas moleculares desordenadas que impiden el flujo de calor. A medida que el material se estira, algunas de las cadenas se alinean temporalmente, creando una ruta más eficiente para la transferencia de calor. Cuando se libera la tensión, las cadenas se enredan nuevamente, reduciendo nuevamente la conductividad. A diferencia de otros polímeros como el polietileno, en los que la reorganización estructural puede significar un cambio permanente a una fase cristalina, en este caso el material permanece esencialmente amorfo, lo que permite la reversibilidad del proceso.
El descubrimiento se produjo mientras el equipo trabajaba en alternativas más sostenibles al spandex, un tejido sintético derivado del petróleo que es difícil de reciclar. Durante las pruebas mecánicas del OBC, los investigadores descubrieron cambios inesperados en su comportamiento térmico cuando se estiraba y relajaba, lo que llevó a un análisis más detallado utilizando técnicas como la espectroscopia de rayos X y Raman.
Aplicaciones potenciales
El material tiene una amplia gama de posibles aplicaciones. En el ámbito textil es posible desarrollar prendas que disipen el calor corporal a medida que el tejido se estira, mejorando así el confort térmico. En electrónica, se podrían incorporar fibras con estas propiedades a portátiles y otros dispositivos para gestionar los picos de temperatura y reducir el riesgo de sobrecalentamiento. Asimismo, en el sector de la construcción, los materiales con conductividad térmica adaptativa pueden contribuir a sistemas constructivos más eficientes y dinámicos.
Esta investigación fue apoyada por el Departamento de Energía de EE. UU., la Oficina de Investigación Naval Mundial, la Universidad Tecnológica de Monterey y varios programas de becas y centros de investigación asociados con el MIT. Los científicos ahora están trabajando para optimizar las estructuras poliméricas y diseñar nuevos materiales para amplificar aún más este efecto de conmutación térmica.
