Nový „skrútený“ materiál je schopný viesť a izolovať teplo súčasne
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 4. 10. 2021
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Riadenie tepla je hlavnou výzvou v elektronike a strojárstve a je riadené použitím materiálov, ktoré buď vedú alebo izolujú teplo. Nový materiál je však výnimočný v tom, že blokuje teplo v jednom smere, ale vedie ho iným smerom.
Elektronické zariadenia sa zahrievajú. To je známy nepríjemný vedľajší efekt, ktorý ovplyvňuje konštrukciu systémov, aby sa pri každom spustení „neusmažili“. No keďže sa elektronika stále zmenšuje, je tu menej priestoru pre chladiace alebo ventilačné systémy a stáva sa stále väčším problémom udržať citlivé súčiastky mimo tých, ktoré sú horúce.
V novej štúdii vedci z Chicagskej univerzity však našli spôsob, ako vyrobiť materiály, ktoré sú pre túto prácu obzvlášť vhodné. Tieto nové materiály môžu byť nielen izolátormi, alebo vodičmi, ale môžu byť súčasne obidvomi. Zabraňujú pritom pohybu tepla v jednom smere, ale umožňujú mu voľný pohyb v inom smere. Vedci tvrdia, že ak sa dá použiť materiál, ktorý môže súčasne viesť teplo a izolovať teplo v rôznych smeroch, môže sa teplo odsávať od zdroja tepla, napríklad od batérie, a vyhnúť sa tak krehkejším častiam zariadenia.
Kľúčom je tenká vrstva disulfidu molybdénu. Normálne je to veľký vodič tepla, ale tím zistil, že pri stohovaní vrstiev do listu materiálu a následnom miernom skrútení každej jednej z nich, nebolo teplo schopné vertikálne prechádzať medzi vrstvami. Stále sa však môže pohybovať horizontálne cez samotný list.
V praxi by sa táto technika dala použiť napríklad na výrobu tepelných štítov, ktoré nielen blokujú teplo, ale ho aj transportujú. To mohlo nielen zabrániť komponentom, ako sú batérie, zahrievať citlivú elektroniku v jej blízkosti, ale tiež zabrániť tomu, aby sa elektronika poškodila vlastným zachytávaným teplom. Táto technológia by mohla zlepšiť elektroniku aj inými spôsobmi, napríklad vytvorením účinnejších termoelektrických generátorov, čiže zariadení, ktoré produkujú elektrický prúd prostredníctvom teplotného rozdielu medzi horúcou a studenou stranou.
Dôležité je, že vedci tvrdia, že to nemusí byť len sulfid molybdénu, ktorý umožňuje tento účinok. Majú tušenie, že by to mohli byť aj iné materiály v rovnakom usporiadaní.
Výskum bol publikovaný v magazíne Nature.
