NASA の助成金により、マサチューセッツ大学の学生がポリマー絶縁体と熱の研究を支援

機械工学専攻のブレンダン・スコットさんは今年、マサチューセッツ大学アマースト校の他の学生たちと夏休みを取らない。

しかし、彼はとても楽しいと言っています。

NASA は、ポリマー絶縁体を熱伝導体に変える方法を研究するために、彼に 6,000 ドルの学部フェローシップを与えました。 彼は水を得た魚、つまり物質を変換するという錬金術に近い努力の真っ最中の機械エンジニアであると考えることができます。

12月にマサチューセッツ大学アマースト校を卒業予定のスコット氏は、熱伝導体としての潜在的な軽量化の一環として、グラファイトと組み合わせた低密度ポリエチレンに注目していると述べた。

熱伝導性ポリマーの利点は「非常に幅広いだろう」とスコット氏は最近アマーストからの電話で語った。 「自動車、航空宇宙、大型機械、熱管理、重量管理など、ほぼすべてに影響を与えることになるでしょう。」

そして、電気自動車やますます小型化されたエレクトロニクスへの移行によって、そのような材料の需要が高まっていると同氏は指摘した。

Coherent Market Insights Pvt.が3月に発表した市場調査。 カリフォルニア州バーリンゲームとインドのプネにある熱伝導性ポリマー市場は、2022 年に 1 億 3,690 万ドルと評価され、年平均成長率 13.1 パーセントを反映して、2030 年までに 3 億 6,640 万ドルに達すると予測しています。

この調査では、予想される増加の多くは自動車、航空宇宙、エレクトロニクス産業の成長によるものであると考えられています。 しかし、研究では課題として、原材料の価格、耐久性の低さ、すぐに入手できる代替材料を挙げています。

ボストン近郊のマサチューセッツ州ミルトン出身のスコット氏は、宇宙への応用の可能性に特に興味を持っています。 多くの宇宙ミッションでは岩石を持ち帰る必要がある。「岩石は重い」と彼は指摘した。 彼は、マサチューセッツ州アマースト大学工学部の機械工学および産業工学の助教授である教員の指導者であるヤンフェイ・シュー氏から、NASA フェローシップに応募するよう勧められました。

ポリマー絶縁体を熱伝導体に変える研究の一環として、シュー氏はスコット氏がポリマー複合材料中のポリマーとフィラーの間の界面熱輸送を調査するのを手伝うことになる。

「[この地域の]熱輸送特性は…よくわかっていません」と彼は言う。 「それらが単独で、または他のポリマーとどのように作用するかについて、私たちは良いモデルを持っていません。私が研究していること自体は、非常に具体的な小さな情報の一部です。」それは大きな前進の一部となる可能性があります。

用途には、「エアコン、充電器、ラップトップ、コンピュータ、電話など、熱くなりすぎるほぼすべてのもの」が含まれます。

「これらを大規模に使用するのは、ほとんど難しいことではありません」と同氏は述べた。 高導電性ポリマーは、機械加工性、耐食性、複雑な形状を作成する能力など、通常のポリマーの有益な特性を備えていますが、金属やセラミックなどの競合材料は密度が高く、高価で、加工が難しい場合があります。

Scott と Xu が検討しているもう 1 つの宇宙関連の用途には、宇宙飛行士の衣服が含まれます。

「宇宙飛行士は宇宙に行くとき、着用可能で柔軟で軽量な服を着たいと考えています」と徐氏はフェローシップに関する大学のニュースリリースで述べた。

「宇宙遊泳をするとき、宇宙服はどのようにして宇宙飛行士をできるだけ涼しく、暖かく、あるいは快適に保つことができるでしょうか?明らかに、私たちはポリマーベースの素材を認識しています。ポリマーベースの素材には、軽量、着用可能、柔軟性、耐久性などのユニークな特性があります。快適。"

このフェローシップは、NASA の国立宇宙助成大学およびフェローシップ プロジェクトの一環であるマサチューセッツ宇宙助成コンソーシアムによって授与されました。

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