Una subvención de la NASA ayuda a un estudiante de la UMass a estudiar aisladores de polímeros y calor

Brendan Scott, estudiante de ingeniería mecánica, no se tomará el verano libre con otros estudiantes de la Universidad de Massachusetts Amherst este año.

Pero él dice que se lo está pasando genial.

La NASA le ha concedido una beca de pregrado de 6.000 dólares para estudiar cómo los aislantes poliméricos podrían convertirse en conductores de calor. Podría considerarse un pez fuera del agua: un ingeniero mecánico en medio de un esfuerzo casi alquímico por transmutar la materia.

Scott, que planea graduarse en diciembre de la Universidad de Massachusetts Amherst, dijo que se está centrando en el polietileno de baja densidad, en combinación con grafito, en parte por su potencial ahorro de peso como conductor térmico.

La ventaja de los polímeros térmicamente conductores "sería muy amplia", dijo recientemente Scott por teléfono desde Amherst. "Afectaría a casi todo: automoción, aeroespacial, maquinaria grande, gestión térmica y gestión del peso".

Y la demanda de esos materiales está creciendo, impulsada por el cambio hacia los automóviles eléctricos y dispositivos electrónicos cada vez más pequeños, señaló.

Un estudio de mercado publicado en marzo por Coherent Market Insights Pvt. Limitado. Ltd. de Burlingame, California, y Pune, India, predice que el mercado de polímeros térmicamente conductores, valorado en 136,9 millones de dólares en 2022, alcanzará los 366,4 millones de dólares en 2030, lo que refleja una tasa de crecimiento anual compuesta del 13,1 por ciento.

El estudio atribuye gran parte del aumento previsto a las crecientes industrias automovilística, aeroespacial y electrónica. Sin embargo, el estudio cita como desafíos el precio de las materias primas, la baja durabilidad y la disponibilidad de materiales alternativos.

Scott, que es de Milton, Massachusetts, cerca de Boston, está particularmente interesado en posibles aplicaciones del espacio. Muchas misiones espaciales implican traer rocas: "Las rocas son pesadas", observó. Su mentor de la facultad, Yanfei Xu, profesor asistente de ingeniería mecánica e industrial en la Facultad de Ingeniería de la UMass Amherst, lo animó a solicitar la beca de la NASA.

Como parte de la investigación para convertir aisladores poliméricos en conductores de calor, Xu ayudará a Scott a investigar el transporte térmico interfacial entre polímeros y rellenos en compuestos poliméricos.

"Las propiedades del transporte térmico [en esta área]... no se comprenden bien", dijo. "No tenemos un buen modelo de cómo funcionan solos o con otros polímeros. En lo que estoy trabajando, por sí solo, es en una pequeña información muy específica" que podría ser parte de un gran paso adelante.

Los usos incluyen "unidades de aire acondicionado, cargadores, computadoras portátiles, computadoras, teléfonos... prácticamente todo lo que se calienta demasiado".

"Es prácticamente una obviedad utilizarlos a gran escala", señaló. Los polímeros altamente conductores tendrían las propiedades beneficiosas de los polímeros regulares (maquinabilidad, resistencia a la corrosión, capacidad de crear formas complejas), mientras que los materiales de la competencia, como metales y cerámicas, pueden ser densos, costosos y difíciles de trabajar.

Otra aplicación relacionada con el espacio que Scott y Xu están explorando tiene que ver con la ropa de los astronautas.

"Cuando los astronautas van al espacio, quieren usar ropa portátil, flexible y liviana", dijo Xu en un comunicado de prensa de la universidad sobre la beca.

"Cuando realizan un paseo espacial, ¿cómo puede un traje espacial mantener al astronauta lo más fresco, cálido o cómodo posible? Claramente, conocemos los materiales a base de polímeros, que tienen propiedades únicas, entre ellas ser más livianos, portátiles, flexibles y cómodo."

La beca fue otorgada por el Consorcio de Subvenciones Espaciales de Massachusetts, parte del Proyecto de Becas y Colegios Nacionales de Subvenciones Espaciales de la NASA.

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