أخبار

في التاسع عشر من مايو، أعلنت شركة توراي اليابانية عن تطوير تقنية نقل حرارة عالية الأداء، تُحسّن التوصيل الحراري لمركبات ألياف الكربون إلى مستوى المواد المعدنية. تعمل هذه التقنية بكفاءة على نقل الحرارة المتولدة داخل المادة إلى الخارج عبر مسار داخلي، مما يُسهم في إبطاء تآكل البطاريات في قطاع النقل المتنقل.

تُعرف ألياف الكربون بخفة وزنها وقوتها العالية، وتُستخدم حاليًا في صناعة قطع غيار الطائرات والسيارات ومواد البناء والمعدات الرياضية والإلكترونية. ومع ذلك، لطالما شكلت الموصلية الحرارية نقطة ضعف مقارنةً بالمواد السبائكية، وهو ما دفع العلماء لسنوات طويلة إلى السعي لتحسينها. ومع التطور المتسارع لمركبات الطاقة الجديدة التي تدعم الترابط والمشاركة والأتمتة والكهرباء، أصبحت المواد المركبة من ألياف الكربون عنصرًا أساسيًا لتوفير الطاقة وتقليل وزن المكونات ذات الصلة، وخاصة مكونات حزم البطاريات. لذا، بات من الضروري بشكل متزايد معالجة أوجه القصور هذه وتحسين الموصلية الحرارية للمواد المركبة من ألياف الكربون (CFRP) بشكل فعال.

في السابق، حاول العلماء توصيل الحرارة عن طريق إضافة طبقات من الجرافيت. ومع ذلك، فإن طبقة الجرافيت سهلة التصدع والتفتت والتلف، مما يقلل من أداء مركبات ألياف الكربون.

لحل هذه المشكلة، ابتكرت شركة توراي شبكة ثلاثية الأبعاد من ألياف الكربون المسامية عالية الصلابة وألياف الكربون القصيرة. وبالتحديد، تُستخدم ألياف الكربون المسامية لدعم وحماية طبقة الجرافيت لتشكيل بنية موصلة حراريًا، ثم تُوضع مادة CFRP prepreg على سطحها، مما يجعل الموصلية الحرارية التي يصعب تحقيقها في ألياف الكربون التقليدية أعلى من تلك الموجودة في بعض المواد المعدنية، دون التأثير على الخواص الميكانيكية.

بالنسبة لسمك وموضع طبقة الجرافيت، أي مسار توصيل الحرارة، فقد حققت شركة Toray حرية كاملة في التصميم، لتحقيق إدارة حرارية دقيقة للأجزاء.

بفضل هذه التقنية الحصرية، تحافظ شركة توراي على مزايا ألياف الكربون المقواة بالبوليمر (CFRP) من حيث خفة الوزن والمتانة العالية، مع نقل الحرارة بكفاءة من حزمة البطارية والدوائر الإلكترونية. ومن المتوقع استخدام هذه التقنية في مجالات مثل النقل المتنقل والإلكترونيات المحمولة والأجهزة القابلة للارتداء.