科技日報記者 劉霞
塑料的導熱性一直差強人意，但科學家新開發(fā)出一種復合塑料，顛覆了這一認知。據(jù)物理學家組織網(wǎng)14日報道，由美國東北大學與陸軍研究實驗室聯(lián)合研發(fā)的新型塑料陶瓷復合材料，不僅擁有羽毛般的輕盈質(zhì)感，更具備卓越的導熱性能，有望成為現(xiàn)代電子設備的散熱利器。
熱管理一直是電力電子設備和雷達天線面臨的技術(shù)瓶頸。手機過熱會降頻運行，但對雷達等關鍵系統(tǒng)而言，任何性能妥協(xié)都可能造成嚴重后果。
研究團隊此次另辟蹊徑，通過精密配比陶瓷、聚合物及特殊添加劑，利用3D打印技術(shù)創(chuàng)造出具有納米級有序結(jié)構(gòu)的新型塑料。這種材料的創(chuàng)新性在于，實現(xiàn)了從分子層面到宏觀結(jié)構(gòu)的精準調(diào)控。陶瓷顆粒經(jīng)3D打印精確定位后，通過特殊熱處理形成晶態(tài)聚合物的“橋梁”，構(gòu)建起高效的熱傳導“高速公路”。測試顯示，其導熱性能超越不銹鋼，重量卻僅有后者的四分之一。
這種新型復合材料展現(xiàn)出三大優(yōu)勢：優(yōu)異的電絕緣性，可避免短路風險；對射頻信號“零干擾”，完美適配5G和雷達系統(tǒng)；既能貼身保護電路，又可快速導出熱量。隨著電子設備日益微型化，這種防護材料顯得尤為重要。手機處理器在高溫時自動降頻的無奈之舉，未來或成為歷史。
這種新型塑料制品的應用前景遠不止于消費電子。數(shù)據(jù)中心的熱島效應、電動汽車電池的熱失控風險，都是新材料大顯身手的舞臺。雖然其不能“單槍匹馬”解決所有散熱難題，但作為熱界面材料，它能與現(xiàn)有冷卻系統(tǒng)“珠聯(lián)璧合”。
研究團隊目前正加速推進新型塑料的產(chǎn)業(yè)化進程，讓這項“冷科技”早日惠及民生。
