Izolator i przewodnik w jednym - dotychczas wydawało się to niemożliwe, ale grupa naukowców z Uniwersytetu w Chicago udowodniła, że jednak jest to możliwe. Nowy materiał jednocześnie przewodzi i izoluje ciepło.
Nienazwany jeszcze materiał jest w stanie blokować przepływ ciepła w jednym kierunku i umożliwiać jego przewodnictwo w drugim. To materiał idealny w zarządzaniu ciepłem, które staje się coraz większym problemem w elektronice czy motoryzacji. I chodzi nie tylko o wzrost wydajności i zużycia energii dla coraz bardziej zaawansowanych układów, ale także przez ich kurczenie się.
- Jednym z największych wyzwań w elektronice jest dbanie o ciepło, ponieważ niektóre elementy elektroniki są bardzo niestabilne w wysokich temperaturach – uważa Shi En Kim, jeden z prowadzących te badania. Uważa on, że jeśli można użyć materiału, który może jednocześnie przewodzić ciepło i izolować ciepło w różnych kierunkach, to będzie można też odprowadzać ciepło z dala od źródła ciepła – takiego jak bateria – unikając uszkodzenia bardziej delikatnych części urządzenia.
Czytaj więcej
Tkanina inspirowana kolczugą, która może zmienić stan z miękkiego w stały, posłuży do konstruowania smart egzoszkieletów lub budowy mostów, a grafen Janus ma zwielokrotnić pojemność baterii.
Za niezwykłe właściwości nowego materiału odpowiada cienka warstwa dwusiarczku molibdenu, który jest świetnym przewodnikiem ciepła. Naukowcy odkryli, że wystarczy ułożyć arkusze tego materiału jeden na drugim, a następnie lekko obrócić każdy z nich, aby ciepło nie mogło przechodzić między warstwami zorientowanymi błędnie względem siebie A kiedy ułoży się jej idealnie jedna na drugiej znów przewodzi ciepło. Odpowiednie zmanipulowanie tym materiałem pozwala na celowe przepuszczanie ciepłą w odpowiednim kierunku lub jego całkowite blokowanie.
Nowy materiał może pomóc w wyeliminowaniu zjawiska przegrzewania się urządzeń elektrycznych takich jak smartfony czy komputery, gdzie coraz mniejsze i mniejsze chipy komputerowe powodują, że coraz więcej mocy przepływa przez niewielką przestrzeń, tworząc środowisko o wysokiej „gęstości mocy”. A niektóre elementy elektroniki są bardzo niestabilne w wysokich temperaturach.
„Połączenie w jedno doskonałej przewodności cieplnej i doskonałej izolacji nie istnieje w naturze” – powiedział główny autor badania Jiwoong Park, profesor chemii i inżynierii molekularnej na Uniwersytecie w Chicago, dodając, że odkrycie jego zespołu może pomóc w tworzeniu całkiem nowej dziedziny umożliwiającej powstawanie nowatorskich materiałów.
