Polymer nano-kompositter finder stadig stigende anvendelser i en lang række produkttyper og industrier, som eksempelvis i miniaturiseret elektronik, og i takt med dette stiger behovet for at kunne skræddersy egenskaberne til de ønskede formål. Ved Ålborg universitet er der, som en del af et Fast Track projekt opnået betydelige fremskridt inden for dette område.
Polymer kompositter er kendetegnet ved en interessant kombination af egenskaber. Selve polymer matricen er ofte kendetegnet ved at være billig, nem at fremstille ved lave procestemperaturer, have en lav massefylde, og høj stabilitet. Når der tilsættes fyldstoffer, kan man opnå en lang række supplerende egenskaber, som for eksempel at forbedre varmeledningsevnen. Hvilket i stigende grad udnyttes i industrien. For eksempel i miniaturiseret elektronik, hvor det er afgørende at man har høj grad af kontrol over varmetransport, for at sikre at holdbarhed og funktionalitet lever op til brugernes krav.
Som en del af et Fast Track projekt, er der ved Ålborg Universitet (AAU) udviklet nye modeller, der belyser sammenhængen mellem varmeledningsevne og fysiske faktorer, der knytter sig til fyldstoffet. De nye modeller forbedrer således både mulighederne for at optimere egenskaberne af nano-kompositer, og bidrager samtidig til en forbedret forståelse af de bagvedliggende materialeteknologiske mekanismer.
Mere specifikt er der af Aleksey Drozdov og Jesper deClaville Christiansen udviklet en model, som kan evaluere, hvad graden af agglomerering er ud fra varmeledningsmålinger. Samtidigt viser denne forskning, at en kendt empirisk model: ’Kanari-modellen’ kan modificeres således, at den eneste justerbare parameter er aspektforholdet, og dermed har en klar fysisk mening.
Forskningen fra AAU viser desuden, at varmeledningen primært er dikteret af fyldstoffet (volumen og geometri). Idet undersøgelser af polymersammensætningen viser, at en kraftig forøgelse (faktor +50) af den termiske ledningsevne i polymer nano-kompositer kan opnås, når (i) en høj koncentration af sammenhængene ledende veje udvikles i matrixen (grundet tilsætning af ledende nanopartikler), (ii) varmetabet ved grænsefladerne mellem matrixen og isolerede klynger af fyldstof minimeres (på grund af funktionalisering af fyldstoffet), og (iii) den termiske modstand i ledende veje reduceres med forstærkning af polymerer med blandede fyldstoffer.
På basis af de opnåede resultater, vil industrien kunne optimere på produkter, for eksempel i produkter hvor kontrol over varme transport en vigtig konkurrenceparameter. De udviklede modeller vil også kunne bruges til at optimere andre egenskaber, der afhænger af agglomereringsgraden, da bestemmelse af varmeledningen nu kan bidrage til information om agglomereringsgraden. Især virksomheder der selv blander og udvikler Polymer nano-kompositer vil kunne drage stor fordel af dette.
Har du interesse i at vide mere om, hvordan Fast Track kan være katalysator for teknologiudvikling, findes der information om Fast Track her: https://lnkd.in/djNnk4f
Bemærk også at alle små og mellemstore virksomheder (SMV’er) og startups kan søge om en bevilling til et Fast Track projekt. Ansøgere, der er medlem af Fast Track netværket, har første prioritet. Find information om evalueringskriterier, projektvilkår og ansøgningsskema her: https://lnkd.in/dHub8VJ