Գիտնականները հայտնաբերել են նվազագույն ջերմահաղորդունակությամբ նյութը

Բրիտանացի և ֆրանսիացի գիտնականները սինթեզել են մինչ օրս ամենացածր ջերմային հաղորդունակությամբ նոր անօրգանական նյութ: Հեղինակների կարծիքով, այդ հայտնագործությունը որոշիչ նշանակություն կունենա նոր սերնդի ջերմաէլեկտրական նյութերի մշակման համար: Հետազոտության արդյունքները հրապարակված են Science ամսագրում:

Աշխարհում արտադրվող էներգիայի մոտավորապես յոթանասուն տոկոսը սպառվում է ջերմություն ստանալու համար: Այս կորուստները նվազեցնելու համար պահանջվում են ցածր ջերմային հաղորդունակություն ունեցող նյութեր: Նոր և ավելի արդյունավետ ջերմաէլեկտրական նյութերի մշակումը, որոնք կարող են ջերմությունը վերածել էլեկտրաէներգիայի, համարվում է մաքուր էներգիայի աղբյուրներին անցնելիս առանցքային խնդիր:

Լիվերպուլի համալսարանի հետազոտողները Լոնդոնի համալսարանական քոլեջի, բրիտանական Rutherford-Appleton ազգային լաբորատորիայի և ֆրանսիական CRISMAT բյուրեղագրության և նյութագիտության լաբորատորիայի գործընկերների հետ ստեղծել են նոր նյութ, որն ունի յուրահատուկ ցածր ջերմային ջերմահաղորդունակությու` ատոմային մասշտաբով նախագծման շնորհիվ:

Նյութը միավորում է երկու տարբեր ատոմային կառուցվածքներ, որոնցից յուրաքանչյուրը դանդաղեցնում է ջերմությունը պինդ նյութի միջոցով փոխանցելու արագությունը: Ամենադժվար խնդիրն էր երկու կառուցվածքները միավորել մեկ նյութի մեջ, քանի որ դրա համար անհրաժեշտ է ճշգրիտ վերահսկողություն յուրաքանչյուր ատոմի գտնվելու վայրի վրա:

Փորձարարաբար ընտրելով տարբեր ատոմային դասավորությունների քիմիական տարբերակները՝ գիտնականները ինտուիտիվ կեպրով ակնկալել են ստանալ երկու բաղադրիչների ֆիզիկական հատկությունների միջին արժեքը, բայց սիներգետիկ ազդեցությունը գերազանցել է նրանց սպասելիքները:

«Մեր հայտնաբերած նյութը ունի անօրգանական պինդ մարմիններից ամենացածր ջերմահաղորդունակությունը և ջերմությունը գրեթե նույնքան թույլ է փոխանցում, որքան օդը», – ասում է հետազոտության ղեկավար պրոֆեսոր Մեթ Ռոսեյնսկին Լիվերպուլի համալսարանի մամուլի հաղորդագրության մեջ:

Եթե ​​մենք վերցնենք պողպատի ջերմային հաղորդունակությունը որպես միավոր, ապա տիտանի ձողի ինդեքսը կլինի 0.1 ջրինը և շինարարական աղյուսներինը՝ 0.01, օդինը՝ 0.0005, և 0.001 նոր նյութինը:

Լիվերպուլի համալսարանից և Սթիվենսոնի վերականգնվող էներգիայի ինստիտուտից նշում են. «Բացի ջերմության փոխանցումից, այս ռազմավարությունը կարող է կիրառվել այլ կարևոր ֆիզիկական հիմնարար հատկությունների վրա, ինչպիսիք են մագնիսականությունն ու գերհաղորդականությունը, ինչն ապահովում է էլեկտրականության ցածր սպառում և էլեկտրաէներգիայի ավելի արդյունավետ փոխանցում»:

Հեղինակների կարծիքով, դրանց հայտնագործությունը մեծ առաջընթաց է ատոմային մասշտաբով ջերմության հոսքի վերահսկման հարցում և մեծ նշանակություն ունի ինչպես նյութերի հատկությունների հիմնարար ըմբռնման, այնպես էլ ջերմաէլեկտրական սարքերում գործնական կիրառության համար, օրինակ՝ ջերմամեկուսացնող նյութերի մշակման համար։