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MITが過熱防止ポリマー開発、スマホ・ノートPCの発熱問題を解決へ

MITエンジニアたちが、熱を効率よく伝導するポリマー「ポリチオフェン」を開発しました。従来ポリマーの10倍の熱伝導率を持ち、柔軟・軽量。シリコンウェーハや各種電子機器へ直接コーティング可能です。

プラスチック絶縁体を熱伝導体へ転換

プラスチックは優れた絶縁体で熱を閉じ込めます。コーヒーカップスリーブには有用ですが、スマホ・ノートPCケースでは熱を籠らせデバイスをさらに熱くします。新材料は熱を絶縁せず放熱。従来ポリマーが熱的・電気的に絶縁であるのに対し、熱伝導し効率的に熱を除去します。太陽電池、着用型バイオセンサー、フレキシブルディスプレイ等電子デバイス開発を容易にし、有機エレクトロニクス、オプトエレクトロニクス、自己冷却代替品など複雑熱管理応用も期待されます。

分子鎖間・鎖内両方向で熱伝導実現

従来ポリマー開発は、分子間相互作用(鎖間フォトン伝達)か分子内相互作用(鎖内フォトン伝達)のどちらかに限られていました。新技術で両方向同時達成。共役ポリマー「ポリチオフェン(ポリ(3-ヘキシルチオフェン))」を、ボトムアップ酸化化学気相堆積法で作製。鎖間強いπ-πスタッキング非共有結合と、延長鎖上の強いC=C共有結合を同時利用。ねじれた従来鎖ではなく剛直鎖を形成し、2cm²大面積プロトタイプを作成。

熱伝導率2 W/m·K、従来比10倍

時間領域熱反射法で測定:レーザーで表面加熱し、熱伝播に伴う反射率変化から温度低下を分析。プロトタイプは均一で、熱伝導率2 W/m·K(従来比10倍)。ほぼ等方的で全方向同速度伝導、放熱能力向上。酸化化学気相堆積プロセスと非破壊性により、多様基板上に高品質熱伝導薄膜形成可能。プリント基板用フィルム、電池ケース等への展開を計画中。

産業技術

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