De intrinsieke structuur van amorfe polymeren is zeer ongeordend met lange, verstrengelde moleculaire ketens. Ze worden meestal beschouwd als thermische isolatoren vanwege hun ultralage thermische geleidbaarheid. Een effectieve manier om de thermische geleidbaarheid van amorfe polymeren te verbeteren, is het moduleren van de ketenconformatie door een extern veld, zoals rekkracht en elektrisch veld.

Electrospinning dient als een effectieve manier om de conformatie van de ketting te controleren. Tijdens het vezelvormingsproces werken hoge elektrische spanning en rekkrachten op de straal. Daarom, de moleculaire ketens hebben de neiging om langs de vezelas uit te lijnen en minder verstrengeld te zijn. Er is waargenomen dat dunnere nanovezels over het algemeen een hogere thermische geleidbaarheid hebben, zoals figuur 1(a) laat zien. Nanovezels met een diameter groter dan 150 nm hebben een warmtegeleidingsvermogen dat vergelijkbaar is met bulkpolymeren, terwijl de thermische geleidbaarheid van nanovezels met een diameter kleiner dan 50 nm een ​​grootteorde bereikt die groter is dan die van bulkpolyimide.

Een al lang bestaand probleem is hoe de conformatie van de ketting de thermische geleidbaarheid beïnvloedt. Een recente studie gepubliceerd in Nationale wetenschappelijke recensie maakt onderscheid tussen het warmtetransport binnen de keten en tussen verschillende ketens. Intra-keten warmtetransport zou effectiever moeten zijn dan inter-chain warmtetransport, aangezien de intra-keten covalente binding sterker is dan inter-chain Van der Walls-interacties. Als de warmtedragers een willekeurige wandeling in de molecuulketens ondergaan, de thermische diffusie komt overeen met verschillende ketenconformaties.

In ultradunne polymeer nanovezels (Figuur 1 (b)), alle moleculaire ketens zijn georiënteerd langs de vezelas. Dus, de warmtedragers konden alleen vooruit of achteruit bewegen binnen de moleculaire keten langs de vezelas, wat leidt tot de bovengrens van de thermische geleidbaarheid. Dingen zijn totaal anders in bulkachtige polymeren (Figuur 1 (c)):Ten eerste, de moleculaire ketens worden zodanig rondgedraaid dat de warmtedragers in andere richtingen dan de vezelas kunnen 'lopen'; tweede, warmtedragers hebben op sommige plaatsen de kans om naar een andere keten te 'springen' wanneer twee ketens met elkaar in wisselwerking staan. Met andere woorden, warmtedragers in bulkpolymeren ondergaan vele ongeldige 'stappen' voor thermische diffusie in de gewenste richting. Om de diameterafhankelijkheid van kettingconformatie te beschrijven, de nieuwe studie stelt een empirische functie voor die de experimentele resultaten goed verklaart.

Hoewel de echte netwerkstructuur van moleculaire ketens in amorfe polymeren nog niet duidelijk is, verdere thermische geleidbaarheidsmodellen moeten rekening houden met de unieke ketenstructuur van polymeren en het verschil tussen warmtetransport tussen ketens en tussen ketens. Het artikel concludeert dat een cross-over van warmtegeleiding van 3D naar quasi-1-D experimenteel is waargenomen in amorfe polymeer nanovezels verkregen door elektrospinning. De random walk-theorie voor warmtedragers verklaart met succes de diameterafhankelijkheid van thermische geleidbaarheid.