Создана не имеющая аналогов плёночная теплоизоляция — она сдерживает тепло в пять раз лучше силикона
Учёные из Университета штата Северная Каролина создали плотный, непористый материал, который одновременно обладает крайне низкой теплопроводностью и высокой механической жёсткостью. Обычно это не сочетаемые свойства, и открытие стало настоящим прорывом максимально близким к теоретическому пределу теплоизоляционных свойств материалов.
Источник изображения: ИИ-генерация ChatGPT/3DNews
В новой работе речь идёт о тонкой плёнке из двумерного гибридного органо-неорганического перовскита — йодида азобензол-этиламмония со свинцом. При комнатной температуре её теплопроводность достигает примерно 0,04 Вт/(м·К), что близко к теоретическому пределу для плотных твёрдых материалов. При этом модуль упругости материала составляет 7,7 ГПа — значительно больше, чем у большинства полимеров, пены и аэрогелей, которые обычно используют для получения низкой теплопроводности.
Необычное сочетание свойств удалось получить за счёт молекулярного проектирования структуры перовскита. Такие материалы состоят из чередующихся органических и неорганических слоёв с упорядоченной кристаллической структурой. Исследователи модифицировали органический слой, заменив часть углеродных цепочек специально подобранными бензольными фрагментами. В результате удалось одновременно изменить жёсткость кристаллической решётки и снизить перенос тепловой энергии через неё. Иными словами, механическая нагрузка эффективно передаётся через достаточно жёсткую структуру, тогда как распространение тепловых колебаний — фононов — оказывается сильно подавлено.
По теплопроводности новый материал примерно в пять раз превосходит силиконовый теплоизолятор: у силикона показатель составляет около 0,2 Вт/(м·К). При этом, по оценке авторов, разработанная плёнка в 700–10 000 раз жёстче силикона. Особенно важно, что речь идёт не о пористом аэрогеле или пене, где низкая теплопроводность достигается за счёт большого количества воздуха в порах, а о плотном твёрдом материале.
Практическим преимуществом разработки является и технология изготовления: плёнки получают методом проката с нанесением материала, то есть нанесением раствора с последующим формированием тонкого слоя при вращении подложки. По словам исследователей, этот подход относительно легко масштабировать, а сам материал можно наносить в виде тонкого теплоизоляционного покрытия. Поэтому потенциальные области применения включают электронные устройства, теплоизоляционные покрытия, кухонную и аэрокосмическую технику, где обычные мягкие термоизоляторы банально не подходят из-за недостаточной механической прочности.
.ps-promo{display:block;clear:both;margin:18px 0;padding:14px 18px;
border:1px solid #dfe3e8;border-radius:10px;background:#f8f9fa;
font-family:Arial,Helvetica,sans-serif;}
.ps-promo-text{margin-bottom:10px;}
.ps-promo-text strong{display:block;font-size:15px;line-height:1.35;color:#1a1a1a;margin-bottom:4px;}
.ps-promo-text span{display:block;font-size:13px;line-height:1.45;color:#5f6368;}
.ps-promo-text a{color:#1a73e8;text-decoration:none;}
.ps-promo-text a:hover{text-decoration:underline;}
.ps-promo-btn{min-height:72px !important;}
.ps-promo-btn iframe{display:block;}
html.dark_mode .ps-promo{background:rgb(43,43,43);border-color:rgb(70,70,70);}
html.dark_mode .ps-promo-text strong{color:#e8e8e8;}
html.dark_mode .ps-promo-text span{color:#a8a8a8;}
html.dark_mode .ps-promo-text a{color:#8ab4f8;}
@media (max-width:600px){
.ps-promo{margin:14px 8px;}
}
@media (min-width:601px){
.ps-promo{display:flex;flex-wrap:wrap;align-items:center;gap:12px 20px;}
.ps-promo-text{flex:1 1 260px;min-width:220px;margin-bottom:0;}
.ps-promo-btn{flex:0 0 auto;width:300px !important;max-width:100%;min-height:80px !important;}
}
Было интересно?
Скажите об этом Google, чтобы чаще получать ссылки на наши новости про технологии и рынок it
Источник:
var addthis_config = {«data_track_clickback»:true,ui_language:»ru»,data_ga_property: ‘UA-7209516-1’}
Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме
Чипы смогут охлаждать себя собственным теплом — учёные создали необычный твердотельный холодильник
Квантовое распространение тепла рвёт шаблоны классической физики и открывает путь к охлаждению электроники будущего
Бывший инженер Microsoft запустил двигатель Стирлинга на тепле процессора AMD Threadripper
«Искусственные листья» научили добывать водород из грязной морской воды — для этого нужен только солнечный свет
OpenAI всерьёз взялась за роботов — компания набирает десятки инженеров и обещает им до $500 000 в год
Учёные приделали дронам усики, чтобы научить их облетать препятствия на ощупь
Материалы по теме
Чипы смогут охлаждать себя собственным теплом — учёные создали необычный твердотельный холодильник
Квантовое распространение тепла рвёт шаблоны классической физики и открывает путь к охлаждению электроники будущего
Бывший инженер Microsoft запустил двигатель Стирлинга на тепле процессора AMD Threadripper
«Искусственные листья» научили добывать водород из грязной морской воды — для этого нужен только солнечный свет
OpenAI всерьёз взялась за роботов — компания набирает десятки инженеров и обещает им до $500 000 в год