NASA 보조금은 UMass 학생의 고분자 절연체, 열 연구를 돕습니다.

기계 공학을 전공하는 Brendan Scott은 올해 다른 매사추세츠 대학교 Amherst 학생들과 함께 여름 휴가를 가지지 않습니다.

하지만 그는 정말 즐거운 시간을 보내고 있다고 말합니다.

NASA는 고분자 절연체가 어떻게 열 전도체로 변할 수 있는지 연구하기 위해 그에게 6,000달러의 학부 장학금을 수여했습니다. 그는 물질을 변환시키려는 거의 연금술적인 노력을 하고 있는 기계 엔지니어인 물 밖으로 나온 물고기로 간주될 수 있습니다.

12월 매사추세츠 대학교 애머스트(University of Massachusetts Amherst)에서 졸업할 예정인 Scott은 부분적으로 열 전도체로서 잠재적인 무게 절감을 위해 흑연과 결합된 저밀도 폴리에틸렌에 중점을 두고 있다고 말했습니다.

열 전도성 폴리머의 장점은 "매우 광범위할 것"이라고 Scott은 최근 Amherst에서 전화로 말했습니다. "자동차, 항공우주, 대형 기계, 열 관리, 중량 관리 등 거의 모든 것에 영향을 미칠 것입니다."

그리고 그러한 재료에 대한 수요는 전기 자동차와 소형 전자 장치로의 전환에 힘입어 증가하고 있다고 그는 지적했습니다.

Coherent Market Insights Pvt.가 3월에 발표한 시장 조사입니다. 캘리포니아주 벌링게임과 인도 푸네에 소재한 Ltd.는 열 전도성 폴리머 시장(2022년 1억 3,690만 달러 규모)이 연평균 복합 성장률 13.1%를 반영해 2030년까지 3억 6,640만 달러에 이를 것으로 예측합니다.

이 연구는 예상되는 증가의 상당 부분이 성장하는 자동차, 항공우주 및 전자 산업에 기인한다고 밝혔습니다. 그러나 연구에서는 원자재 가격, 낮은 내구성, 쉽게 구할 수 있는 대체 재료 등을 문제로 꼽았습니다.

보스톤 근처 매사추세츠주 밀턴 출신인 Scott은 특히 우주에 대한 잠재적인 응용에 관심이 있습니다. 많은 우주 임무에는 암석을 가져오는 것이 포함됩니다. "바위는 무겁습니다."라고 그는 말했습니다. 그는 UMass Amherst 공과대학의 기계 및 산업 공학 조교수이자 교수 멘토인 Yanfei Xu로부터 NASA 펠로우쉽에 지원하라는 격려를 받았습니다.

고분자 절연체를 열 전도체로 전환하는 연구의 일환으로 Xu는 Scott이 고분자 복합재의 고분자와 필러 사이의 계면 열 전달을 조사하는 데 도움을 줄 것입니다.

"[이 지역의] 열 전달 특성은… 잘 이해되지 않았습니다."라고 그는 말했습니다. "우리는 그것들이 단독으로 또는 다른 폴리머와 어떻게 작동하는지에 대한 좋은 모델을 가지고 있지 않습니다. 제가 연구하고 있는 것은 그 자체로 거대한 진전의 일부가 될 수 있는 하나의 작고 매우 구체적인 정보입니다."

용도에는 "에어컨 장치, 충전기, 노트북, 컴퓨터, 전화기 등 너무 뜨거워지는 거의 모든 것"이 포함됩니다.

"이것을 대규모 방식으로 사용하는 것은 당연한 일입니다."라고 그는 말했습니다. 전도성이 높은 폴리머는 기계 가공성, 내부식성, 복잡한 모양을 만드는 능력 등 일반 폴리머의 유익한 특성을 갖고 있는 반면, 금속 및 세라믹과 같은 경쟁 재료는 밀도가 높고 가격이 비싸며 작업하기 어려울 수 있습니다.

Scott과 Xu가 탐구하고 있는 또 다른 우주 관련 응용 분야는 우주비행사의 의류와 관련이 있습니다.

"우주 비행사들이 우주에 갈 때 그들은 착용 가능하고 유연하며 가벼운 옷을 입고 싶어합니다"라고 Xu는 펠로우십에 대한 대학 보도 자료에서 말했습니다.

"우주 유영을 할 때 우주복이 어떻게 우주 비행사를 최대한 시원하거나 따뜻하거나 편안하게 유지할 수 있습니까? 분명히 우리는 더 가볍고, 착용 가능하며, 유연하고, 편안한."

이 펠로우십은 NASA의 국립 우주 보조금 대학 및 펠로우십 프로젝트의 일부인 매사추세츠 우주 보조금 컨소시엄에서 수여했습니다.

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