Polimer Terobosan MIT Menjanjikan Ponsel &Laptop yang Lebih Aman dengan Mencegah Panas Berlebih

• Insinyur MIT telah mengembangkan polimer bernama politiofena yang dapat menghantarkan panas secara efisien. 
• Ini fleksibel, ringan, dan 10 kali lebih konduktif dibandingkan polimer konvensional.
• Dapat langsung dilapisi pada wafer silikon dan berbagai instrumen elektronik. 

Anda sudah tahu bahwa plastik adalah isolator yang sempurna – plastik dapat memerangkap panas secara efektif. Properti ini sangat berguna dalam banyak hal seperti wadah cangkir kopi, namun jika menyangkut perangkat elektronik, seperti casing plastik untuk ponsel dan laptop, properti ini memerangkap panas dan membuat perangkat semakin panas.

Kini para insinyur MIT telah mengembangkan teknik yang mengubah isolator plastik menjadi konduktor panas, yang berarti bahan baru tersebut bukannya mengisolasi panas, namun justru membuangnya. Polimer baru ini fleksibel, ringan, dan 10 kali lebih konduktif dibandingkan polimer konvensional.

Materi baru ini akan memudahkan pengembangan perangkat elektronik seperti sel surya, biosensor yang dapat dikenakan, dan layar fleksibel. Tidak seperti polimer konvensional, yang bersifat isolasi termal dan listrik, polimer ini menghantarkan panas dan menghilangkan panas secara efisien.

Insinyur MIT percaya bahwa bahan ini juga dapat digunakan dalam aplikasi manajemen termal yang kompleks, termasuk elektronik organik, optoelektronik, dan alternatif pendinginan mandiri.

Bagaimana Pembuatannya?

Polimer Konvensional

Polimer adalah molekul besar yang terdiri dari beberapa subunit berulang (monomer dihubungkan ujung ke ujung). Sejauh ini, pengembangan polimer dibatasi oleh interaksi antarmolekul yang kuat (mentransfer foton antar rantai polimer) atau interaksi intramolekul yang kuat (mentransfer foton sepanjang rantai polimer).

Sekarang para insinyur telah mencoba mencapai kedua interaksi tersebut secara bersamaan. Mereka menemukan teknik yang memungkinkan panas berpindah antara rantai polimer dan sepanjang rantai polimer. Mereka mengembangkan polimer terkonjugasi, yang disebut politiofena atau poli(3-heksiltiofena), yang memiliki konduktivitas termal tinggi.

Ini dibuat melalui pengendapan uap kimia oksidatif dari bawah ke atas, sambil memanfaatkan interaksi non-kovalen penumpukan p-p yang kuat antara rantai polimer dan ikatan kovalen C=C yang kuat di sepanjang rantai yang diperluas.

Reaksi tersebut membentuk rantai polimer yang kaku, bukan untaian bengkok pada polimer tradisional. Mereka membuat prototipe berskala besar, masing-masing berukuran 2cm2.

Referensi:ScienceAdvances | doi:10.1126/sciadv.aar3031 | MIT

Pengujian dan Hasil

Kredit:Chelsea Turner / MIT

Untuk menguji konduktivitas termal prototipe, para insinyur menggunakan teknik yang dikenal sebagai reflektansi termal domain waktu. Dalam teknik ini, material disinari sinar laser untuk memanaskan permukaannya. Kemudian mereka menganalisis penurunan suhu dengan mengukur reflektansi material saat panas meluas ke bagian material lainnya.

Penurunan suhu menunjukkan seberapa cepat panas merambat ke bagian lain, yang selanjutnya memungkinkan para insinyur menghitung konduktivitas termal material.

Mereka menemukan bahwa prototipe bersifat seragam dan menghantarkan panas dengan laju 2 Watt per meter per Kelvin, yang 10 kali lebih tinggi dibandingkan polimer tradisional. Karena polimernya hampir isotropik, ia menghantarkan panas ke segala arah dengan kecepatan yang sama, sehingga meningkatkan kemampuan material dalam membuang panas.

Proses pengendapan uap kimia oksidatif dan sifat material yang tidak merusak memungkinkan pembentukan lapisan tipis konduktif termal berkualitas tinggi pada berbagai substrat, sehingga menunjukkan keserbagunaan dan penerapan yang tak terhitung jumlahnya.

Baca:Bahan Transparan Bisa Menyerap Cahaya | Efek Optik yang Tidak Biasa

Bahannya bisa langsung dilapisi ke wafer silikon dan berbagai instrumen elektronik. Para insinyur berencana untuk mengerjakan proyek ini lebih lanjut dan membuatnya kompatibel dengan produk lain seperti film untuk papan sirkuit cetak dan casing untuk baterai.