A causa delle loro proprietà uniche, i polimeri – in genere isolanti termici (pensate a un guanto da forno al silicone o ad una tazza di caffè in polistirolo, entrambi realizzati con materiali polimerici che sono eccellenti per intrappolare il calore) – possono aprire opportunità di gestione termica avanzata quando vengono trasformati in conduttori termici. Recenti studi hanno dimostrato che i polimeri possono raggiungere un’elevata conduttività termica.

Gli ingegneri del Massachusetts Institute of Technology (MIT) hanno fabbricato quindi film polimerici che conducono calore, invertendo l’immagine dell’isolante polimerico standard.
Negli esperimenti, i ricercatori hanno scoperto che i film, che sono più sottili dell’involucro di plastica, conducono il calore meglio di molti metalli, tra cui acciaio e ceramica.
I risultati dello studio potrebbero stimolare lo sviluppo di isolanti polimerici come alternative leggere, flessibili e resistenti alla corrosione al conduttore di calore metallico tradizionale, per applicazioni che vanno dai materiali che dissipano il calore nei portatili e ai telefoni cellulari, nonché agli elementi di raffreddamento di automobili e frigoriferi.

Gang Chen, professore di Power Engineering al MIT, ha dichiarato:
“La nostra visione più ampia è che queste proprietà dei polimeri possono creare nuove applicazioni e forse nuove industrie e possono sostituire i metalli come scambiatori di calore”.

Nel 2010, il team ha riportato il successo nella fabbricazione di fibre sottili di polietilene che risultavano essere 300 volte più termoconduttive rispetto al normale polietilene e tanto conduttive quanto i metalli. I loro risultati, riportati in un articolo su Nature Nanotechnology, hanno attirato l’attenzione di varie industrie, tra cui produttori di scambiatori di calore, processori di computer e persino auto da corsa.
Ben presto divenne chiaro che, affinché i conduttori di polimeri funzionassero per una di queste applicazioni, i materiali avrebbero dovuto essere ingranditi: da fibre ultrasottili (una singola fibra misurava un centesimo del diametro di un capello umano) a pellicole più gestibili .
Andando avanti, i ricercatori stanno cercando il modo di realizzare conduttori termici polimerici ancora migliori, sia regolando il processo di fabbricazione sia sperimentando diversi tipi di calore di polimeri.
I ricercatori non solo hanno dovuto inventare un modo per fabbricare fogli di polimero termoconduttivi, ma hanno anche dovuto costruire su misura un apparecchio per testare la conduzione del calore del materiale, nonché sviluppare codici informatici per analizzare le immagini delle strutture microscopiche del materiale.
E alla fine, il team è stato in grado di fabbricare film sottili di polimeri conduttori.

Proseguendo con lo studio, i ricercatori stanno cercando modi per ottenere conduttori termici polimerici ancora migliori, sia regolando il processo di fabbricazione sia sperimentando diversi tipi di polimeri.