Naukowcy stworzyli materiał, który jest zarówno przewodnikiem ciepła, jak i izolatorem ciepła

Polymer Research Group w Max Planck Institute i University of Bayreuth stworzyła unikalny w swoim rodzaju materiał, który może być jednocześnie doskonałym izolatorem ciepła i przewodnik ciepła.

W naszym codziennym życiu aktywnie wykorzystywane są również izolatory ciepła (na przykład do izolacji ścian domy) i przewodniki ciepła (na przykład grzejniki do odprowadzania ciepła z działającego komputera procesorów).

Często lekkie i porowate materiały są dielektrykami, a ciężkie substancje, takie jak metale, są dobrymi przewodnikami.

Ale naukowcom udało się połączyć w jedną substancję, wydawałoby się, niekompatybilną i tak to zrobili.

Z czego składa się nowy materiał

W trakcie licznych eksperymentów naukowcy pobrali kilka najcieńszych płytek szklanych i umieścili między nimi pojedyncze łańcuchy polimerowe.

W uzyskanym w ten sposób materiale przewodność cieplna zaczęła zależeć od kierunku, w którym rozchodzi się uderzenie.

Zatem właściwości termoizolacyjne materiału są rejestrowane, gdy uderzenie jest prostopadłe do warstw. A wszystko dlatego, że ciepło to nic innego jak wibracja cząsteczek w materiale, która jest przenoszona wzdłuż łańcucha.

Ze względu na wzrost liczby warstw transmisja ta staje się coraz słabsza.

Ale wewnątrz samej warstwy ciepło jest doskonale przenoszone. W tym przypadku rozprzestrzenianie się ciepła wewnątrz samej warstwy następuje szybko, ponieważ nie ma czynników, które ograniczają rozprzestrzenianie się ciepła.

Stwierdzono, że w utworzonym materiale przewodnictwo cieplne wewnątrz warstwy samego materiału jest 40-krotnie większe w porównaniu do prostopadłej propagacji ciepła.

Naukowcy porównali przewodność cieplną warstw z przewodnością cieplną substancji, takiej jak pasta termiczna do komputerów.

Izolacja termiczna dla prostopadłego rozłożenia jest sześciokrotnie lepsza niż w przypadku nowoczesnych tworzyw sztucznych.

Aby uzyskać maksymalną wydajność materiału, naukowcy precyzyjnie dopasowali warstwy. Dzięki temu materiał okazał się przezroczysty, ponieważ grubość jednej warstwy to zaledwie jeden nanometr.

Gdzie będzie używany nowy materiał

Naukowcy uważają, że nowy materiał można wykorzystać do zapewnienia działania wysokowydajnych diod elektroluminescencyjnych.

Tam, gdzie przezroczystość materiału pozwoli na swobodne przejście wiązki, az drugiej strony skutecznie odprowadzi wytworzone ciepło w kierunku prostopadłym.

Naukowcy udostępnili wyniki swojej pracy na łamach portalu internetowego Biblioteka Wiley Online.

Jeśli podobał Ci się materiał, pamiętaj, aby podnieść kciuki do góry i zasubskrybować! Dziękuję za uwagę!