با این ترکیب دیگر سردتان نمیشود!
با این ترکیب دیگر سردتان نمیشود!
مجله علمی ایلیاد - تیمی از دانشمندان بریتانیایی و فرانسوی توانستهاند با ترکیب دو ساختار متفاوت از اتمها، مادهی جدیدی تولید کنند که حرکت گرما در آن به شدت کند میشود. جنس این ماده «Bi4O4SeCl2» است.
به گفتهی طراحان این ماده، عایق تولیدشده کمترین هدایت حرارتی را در بین همهی جامدات غیرآلی دارد و هدایت حرارتی آن تقریباً به اندازهی هدایت حرارتی هوا است. اهمیت این کشف بسیار زیاد است، زیرا نحوهی تولید این ماده هم در علوم بنیادی میتواند مورد استفاده قرار گیرد و هم از آن میتوان کاربردهای عملی زیادی را انتظار داشت. از این ماده میتوان در دستگاههایی که از گرمای هدر رفته بهره میبرند، استفاده کرد و نیز میتوان از آن بهعنوان پوشش توربینهای گازی بهره برد.
دانشمندان در ابتدای شروع به طراحی و ساخت این مادهی جدید، طی تحقیقات گسترده دریافتند که دو مادهی «BiOCl» و «Bi2O2Se» دارای نرخ انتقال حرارت بسیار پایینی هستند. آنها ابتدا این مواد را مدلسازی کردند و هدایت حرارتی آنها را محاسبه کردند.
پس از این کار دانشمندان تواستند این دو ماده را طی یک فرآیند بسیار پیچیده به نحوی که چینش اتمها کاملاً تحت کنترل باشد، در یکدیگر ترکیب کنند. آنها انتظار داشتند که خصوصیات فیزیکی مادهی بهدست آمده میانگینی از خصوصیات دو مادهی ترکیب شده باشد. دانشمندان توانستند با انتخاب چینش لایهای خاصی بین مواد ترکیب شده، مادهی جدیدی بسازند که هدایت حرارتی آن فراتر از انتظار شده است. در واقع هدایت حرارتی این مادهی جدید به نحوی است که از دو مادهی ترکیب شده به شدت پایینتر است.
محققین حین سنتز این مادهی جدید، دریافتند که کنترل مکان قرارگیری اتمها در ساختار یک ماده میتواند باعث ایجاد خصوصیات منحصربهفردی شود که حتی در مواد اولیهی مورد استفاده نیز وجود نداشته است.
توسعه و ساخت مواد ترموالکتریکی که بتوانند گرما را به الکتریسیته تبدیل کنند، یکی از منابع انرژی پاک محسوب میشود. محققین در این مطالعه دریافتهاند که میتوان خصوصیات مواد مختلف را با استفاده از مفاهیم فیزیکی و همچنین استفاده از چینش متفاوت اتمها ارتقا داد و فراتر از انتقال حرارت میتوان از این راهبرد در زمینههای مغناطیس و ابررسانایی نیز بهره برد و به این ترتیب، انرژی کمتری مصرف کرد و کارایی انتقال برق را نیز افزایش داد.
نتایج این تحقیق در مجلهی Science منتشر شده است.