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Le plastique est un excellent isolant, ce qui signifie qu’il peut efficacement retenir la chaleur – une qualité qui peut être un avantage dans quelques objets de notre quotidien, comme un manchon de tasse de café. Mais cette propriété isolante est moins souhaitable dans des produits tels que les boîtiers en plastique des ordinateurs portables et des téléphones mobiles, qui peuvent surchauffer, en partie parce que le revêtement piège la chaleur produite par ces appareils.

Un nouveau type de polymère

Une équipe d’ingénieurs du MIT a mis au point un conducteur thermique en polymère – un matériau en plastique qui fonctionne comme un conducteur de chaleur, dissipant la chaleur plutôt que de l’isoler. Ce nouveau polymère, léger et flexible, peut produire 10 fois plus de chaleur que la plupart des polymères utilisés dans le commerce.

« Les polymères traditionnels sont à la fois isolants électriquement et thermiquement. La découverte et le développement de polymères électriquement conducteurs ont conduit à de nouvelles applications, telles que des écrans flexibles et les biocapteurs portables », explique Yanfei Xu, étudiante au département de génie mécanique du MIT. « Notre polymère peut thermiquement conduire et enlever la chaleur beaucoup plus efficacement. Nous pensons que les polymères pourraient être transformés en conducteurs thermiques de nouvelle génération pour des applications de gestion thermique avancées, comme une alternative auto-refroidissante aux boîtiers électroniques existants. », nous explique Xu.

Une boule de spaghetti

Si vous deviez zoomer sur la microstructure d’un polymère ordinaire, il ne serait pas difficile de voir pourquoi ce matériau piège la chaleur si facilement. Au niveau microscopique, les polymères sont fabriqués à partir de longues chaînes de monomères, ou unités moléculaires, liées bout à bout. Ces chaînes sont souvent emmêlées dans une boule de spaghetti. Les transporteurs de chaleur ont de la difficulté à se déplacer à travers ce désordre en apparence ordonné, qui ont tendance à être piégés dans les grumeaux et les noeuds polymériques.

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Ces chercheurs ont tenté de transformer ces isolants thermiques naturels en conducteurs thermiques. Pour l’électronique, ces polymères offriraient une option unique, car ils sont légers, flexibles et chimiquement inertes. Les polymères sont également électriquement isolants, ce qui signifie qu’ils ne conduisent pas l’électricité, et peuvent donc être utilisés pour empêcher les appareils tels que les ordinateurs portables et les téléphones portables de se court-circuiter dans les mains de leurs utilisateurs.

Des appareils électroniques

L’équipe a finalement réussi à produire un polymère thermo-conducteur à partir d’un plastique appelé polythiophène, un type de polymère qui est couramment utilisé dans de nombreux dispositifs électroniques, et qui au départ ne possède pas de telle propriété. Si ce nouveau polymère est de plus en plus utilisé, il permettra d’avoir des appareils électroniques, qui au final, ne surchaufferaient plus autant que ceux que nous retrouvons sur le marché, comme les smartphones, les ordinateurs portables et même les appareils photo sans miroir, lesquels, à cause de leur petite taille, ont tendance à conserver la chaleur.

Source : MIT