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Thermal Transport in Polystyrene Nonwovens : Influence of Anisotropy, Structural Modification, and Functionalization

Titelangaben

Klein, Ina ; Fritze, Sophie ; Berger, Alexander ; Schmalz, Holger ; Retsch, Markus ; Greiner, Andreas:
Thermal Transport in Polystyrene Nonwovens : Influence of Anisotropy, Structural Modification, and Functionalization.
In: ACS Applied Polymer Materials. (2026) .
ISSN 2637-6105
DOI: https://doi.org/10.1021/acsapm.5c03952

Angaben zu Projekten

Projekttitel:
Offizieller Projekttitel
Projekt-ID
SFB 1585: Strukturierte Funktionsmaterialien für multiplen Transport in nanoskaligen räumlichen Einschränkungen
492723217

Projektfinanzierung: Deutsche Forschungsgemeinschaft

Abstract

Understanding heat transport in hierarchical materials is essential for the rational design of next-generation thermal management systems. In this study, we utilize a combination of electrospinning and functionalization techniques to fabricate a series of polystyrene (PS) nonwovens with defined variations in fiber alignment and fusion, as well as functionalization with metals. Using lock-in thermography, we analyze in-plane thermal transport with directional sensitivity and correlate the results with morphological characteristics. We show that increasing fiber alignment enhances thermal anisotropy only up to a certain threshold, beyond which the quality of interfiber contact becomes the dominant factor. The incorporation of nonpercolating silver nanowires is only effective when phonon scattering is minimized. Otherwise, fiber boundaries significantly limit the potential transport enhancement offered by these costly additives. In contrast, copper coatings form percolating networks that markedly enhance thermal transport, yet they remain governed by the global architecture of the fiber network. Altogether, this work experimentally highlights that minimizing phonon scattering and controlling structural features are more critical than maximizing fiber or filler alignment. The insights contribute to a deeper understanding of heat conduction in fibrous systems and offer guidance for designing such materials with targeted performance.

Weitere Angaben

Publikationsform: Artikel in einer Zeitschrift
Begutachteter Beitrag: Ja
Institutionen der Universität: Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Lehrstuhl Physikalische Chemie I - Kolloidale Strukturen und Energiematerialien > Lehrstuhl Physikalische Chemie I - Kolloidale Strukturen und Energiematerialien - Univ.-Prof. Dr. Markus Retsch
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Lehrstuhl Makromolekulare Chemie II > Lehrstuhl Makromolekulare Chemie II - Univ.-Prof. Dr. Andreas Greiner
Profilfelder > Advanced Fields > Polymer- und Kolloidforschung
Forschungseinrichtungen > Institute in Verbindung mit der Universität > Bayerisches Polymerinstitut (BPI)
Forschungseinrichtungen > Sonderforschungsbereiche, Forschergruppen > SFB 1585 - MultiTrans – Structured functional materials for multiple transport in nanoscale confinements
Titel an der UBT entstanden: Ja
Themengebiete aus DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
Eingestellt am: 05 Feb 2026 09:29
Letzte Änderung: 05 Feb 2026 09:29
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/95992