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 grafe...
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.
