Plásticos agora também conduzem calor

Redação do Site Inovação Tecnológica - 28/11/2014



Plástico condutor de calor

O cinto de utilidades dos engenheiros já pode contar com um novo material que traz suas próprias vantagens para um reino até há pouco tempo restrito aos metais e ligas metálicas.

Gun-Ho Kim e seus colegas da Universidade de Michigan, nos Estados Unidos, criaram um plástico capaz de conduzir calor.

A capacidade de conduzir eletricidade já havia sido suficiente para tornar os plásticos as grandes estrelas da eletrônica orgânica e dos circuitos eletrônicos flexíveis, assim como dos LEDs e células solares.

A capacidade de condução térmica dos plásticos deverá não apenas facilitar a dissipação do calor gerado no interior de computadores e outros equipamentos eletrônicos nos quais o material está sendo usado, como também viabilizar a criação de dissipadores finos e flexíveis para veículos e equipamentos industriais.

Cadeias poliméricas

O plástico condutor de calor é resultado de uma mistura de polímeros, cujas moléculas se juntam de forma a estruturar uma rede interna capaz de conduzir o calor.

"As cadeias poliméricas na maioria dos plásticos parecem-se com espaguete," explica o professor Kevin Pipe. "Elas são longas e não se ligam bem entre si. Quando o calor é aplicado a uma extremidade do material, isto faz com que as moléculas do local vibrem, mas essas vibrações, que transportam o calor, não podem se mover entre as cadeias porque elas são ligadas entre si muito fracamente."

A equipe descobriu então uma forma de ligar fortemente longas cadeias de polímeros de um plástico chamado PAA (ácido poliacrílico) com cadeias curtas de outro plástico chamado PAP (piperidina poliacrílica). A mistura resultou em ligações de hidrogênio que são de 10 a 100 vezes mais fortes do que as forças que mantêm unidas as cadeias em outros plásticos.

"Melhoramos essas conexões de forma que a energia térmica pode encontrar caminhos contínuos através do material," disse Kim. "Ainda há um longo caminho a percorrer, mas este é um passo muito importante que demos para entender como projetar plásticos com essa funcionalidade. Dez vezes melhor ainda é uma condutividade térmica muito mais baixa que a dos metais, mas nós abrimos a porta para continuar melhorando."

Bibliografia:

High thermal conductivity in amorphous polymer blends by engineered interchain interactions
Gun-Ho Kim, Dongwook Lee, Apoorv Shanker, Lei Shao, Min Sang Kwon, David Gidley, Jinsang Kim, Kevin P. Pipe
Nature Materials
Vol.: Published online
DOI: 10.1038/nmat4141