Polimer malzemeler, moleküler hizalanmalarına bağlı olarak çok farklı ısı iletim özellikleri sergiliyor. Düzgün hizalanmış polimer zincirler mükemmel ısı iletkeni olarak davranırken, düzensiz yapıdaki polimerlerin ısı iletkenliği milyonlarca kat daha düşük olabiliyor.
Yeni araştırma, bu dramatik farkın arkasındaki fiziksel mekanizmayı açıklıyor. Polimer zincirlerindeki 'kink' adı verilen moleküler kırıklıklar, ısı taşıyan fotonların yayılmasını engelleyerek kritik rol oynuyor. Bu kırıklıklar, hem uzunlamasına hem de enine fotonların hareketini bozarak, malzemenin genel ısı iletim kapasitesini ciddi şekilde azaltıyor.
Normalde uzun polimer moleküllerinde ısı transportu, düşük frekanslı akustik fotonların balistik yayılımıyla gerçekleşiyor. Ancak moleküler kinkler bu süreci bozarak, fotonların Anderson lokalizasyonuna uğramasına neden oluyor. Rastgele yerleşmiş kinkler arttıkça, malzemenin ısı iletkenliği hızla düşüyor.
Bu keşif, polimer malzemelerinin ısı yönetimi uygulamalarında nasıl kullanılabileceğine dair yeni perspektifler sunuyor. Moleküler hizalanmayı kontrol ederek, aynı polimerin hem mükemmel ısı iletken hem de etkili yalıtkan olarak kullanılması mümkün hale gelebilir.