NUOVO MATERIALE RIDUCE "FEBBRE" DI SERVER E TELEFONINI

MILANO, 30 marzo 2014 - Un nuovo materiale riesce a condurre il calore in modo così efficiente che potrebbe essere utilizzato per ridurre la 'febbre" dei dispositivi elettronici, dai grandi server fino a tablet e telefonini, evitando che si surriscaldino. 

Il materiale, che riesce a sostenere temperature vicine ai 200 gradi, è descritto sulla rivista Nature Nanotechnology dai ricercatori statunitensi del Georgia Institute of Technology. In genere i materiali polimerici sono utilizzati come isolanti termici perchè la loro microscopica struttura interna è così disordinata da limitare la conduzione del calore. Per superare questo problema è possibile manipolare il materiale in modo che internamente si organizzi formando strutture cristalline ben allineate. Queste però sono molto fragili e rischiano di rompersi durante l'espansione e la contrazione del materiale nei cicli di riscaldamento e raffreddamento. 

I ricercatori del Georgia Institute of Technology hanno quindi pensato di usare un polimero coniugato, chiamato politiofene, per formare delle catene allineate in nanofibre unite fra loro da legami trasversali. I materiali ottenuti in questo modo conducono bene il calore (20 volte meglio rispetto al polimero amorfo originale) e non si rompono. 

I primi test dimostrano che questo nuovo materiale può essere usato per creare interfacce termiche 20 volte più sottili di quelle fatte con materiali convenzionali. Inoltre il materiale funziona anche con temperature prossime ai 200 gradi, resistendo per 80 cicli termici di riscaldamento e raffreddamento. Perfezionando la sua struttura e le sue proprietà, potrà essere facilmente impiegato per raffreddare i dispositivi elettronici, anche i più piccoli, presenti nei server, nelle automobili e nei Led ad alta luminosità.

Il politiofene (PT) è il polimero del tiofene.
È un polimero coniugato intrinsecamente conduttore che presenta elevata stabilità: allo stato neutro è stabile fino a 350 °C in aria e fino a 900 °C in atmosfera inerte. Tale stabilità è dovuta al suo potenziale redox (E°=0.70 V).
Il PT presenta però problemi di processabilità, poiché insolubile nei comuni solventi organici ed infusibile in quanto, oltre una certa temperatura, si degrada prima di fondere.
Il tiofene può essere polimerizzato al corrispondente politiofene sia per via elettrochimica che per via chimica e, con la prima modalità, sono stati ottenuti film flessibili e autoconsistenti di polimero. La polimerizzazione elettrochimica consente di preparare solo piccole quantità di prodotto, al contrario della sintesi chimica, che permette di lavorare su scala più ampia.
Un metodo di polimerizzazione per via chimica del tiofene è quello che utilizza cloruro ferrico (FeCl3) sia come agente polimerizzante che come ossidante. Conduce direttamente al polimero drogato (ossidato) e permette di ottenere alti pesi molecolari.

Uno dei metodi più utilizzati per rendere processabili i politiofeni è quello di funzionalizzarli (tipicamente nella posizione 3 dell'anello) con catene alchiliche di lunghezza variabile. Questa procedura ha il vantaggio di ottenere un polimero solubile e quindi lavorabile, inoltre riduce la presenza di concatenamenti errati tra gli anelli in quanto la posizione 3 dell'anello risulta occupata.