Forscher entwickeln speziellen Kunststofffilm mit besserer Wärmeleitfähigkeit als Metalle

Die Entwicklung am Massachusetts Institute of Technology (MIT) in den USA soll sogar die Wärmeleitfähigkeit von Stahl übertreffen.

Beispielsweise könnte die Wärme von Mikroprozessoren in Laptops abgeleitet werden. Und auch in Kühlern von Autos oder anderen Wärmetauschern ließe sich der neue leichte und korrosionsfeste Kunststofffilm einsetzen, erklärt Gang Chen, Professor für Energietechnik am MIT. Die Wärmeleitfähigkeit liege bei 60 Watt pro Meter und Kelvin. Zum Vergleich: Stahl kommt auf 15 bis 50, Keramik auf 30, Kupfer hingegen auf einen unschlagbaren Wert von 380.

Chen berichtet von einem mühsamen Entwicklungsweg. So gelang es bereits vor neun Jahren, hauchdünne Fasern aus Polyethylen mit hervorragender Wärmeleitfähigkeit herzustellen. Doch technische Anwendungen konnten damit nicht realisiert werden. Die Wärmeleitfähigkeit ging bei der Herstellung von Bauteilen verloren. Erst der Einsatz von Polyethylen-Pulver zeigte Erfolg.

Die Struktur von Polyethylen-Pulver stellt ein Gewirr an Molekülketten dar. Wärme kann kaum die Zwischenräume überwinden, was die guten Isolationseigenschaften erklärt. Die Forscher am MIT fanden aber eine Möglichkeit, die Molekülketten zu entwirren und parallel zueinander auszurichten. Dazu wurde das Polyethylen-Pulver in eine spezielle Lösung eingerührt und die Mixtur auf eine Platte gespritzt, die mit flüssigem Stickstoff auf minus 196 Grad Celsius gekühlt war. Es bildete sich daraufhin ein kontinuierlicher dicker Film, der anschließend auf ein hauchdünnes Format gewalzt und gestreckt wurde, wodurch die Wärmeleitfähigkeit des Materials erreicht wurde.

Bildquelle: Massachusetts Institute of Technology (MIT)

(EU-Recycling 06/2019, Seite 12)