Uusi lämmöneriste on tehokkaampi kuin mikään luonnossa esiintyvä materiaali28.09.2026
”Jäykillä materiaaleilla, jotka ovat hyviä lämmöneristeitä, olisi huomattavaa hyötyä monissa sovelluksissa, aina keittoastioista elektronisiin laitteisiin ja avaruusmatkailuun”, sanoo North Carolina State Universityn professori Dali Sun. ”Mutta tämä on merkittävä haaste”, Sun jatkaa. ”Koska yleisesti ottaen jäykät materiaalit johtavat lämpöä hyvin, ja materiaalit, jotka eivät ole jäykkiä, eristävät hyvin lämpöä. Olemme luoneet materiaalin, joka on erittäin jäykkä ja erittäin hyvä eristämään lämpöä. Parempi kuin mikään luonnossa esiintyvä materiaali.” ”Olemme aiemmin osoittaneet epätavallista käyttäytymistä, joka liittyy jäykkyyden ja lämmönjohtavuuden yhdistelmään tietyssä materiaaliluokassa”, sanoo vastaava kirjoittaja Jun Liu. ”Tässä työssä käytimme edistyneempää molekyylimuokkausta luodaksemme tarkoituksella äärimmäisen yhdistelmän näistä ominaisuuksista.” Tutkimusta tehtiin kaksiulotteisten hybridi-orgaanis-epäorgaanisten perovskiittimateriaalien (HOIP) alaryhmän parissa. Nämä ovat ohutkalvopuolijohteita, jotka koostuvat vuorottelevista orgaanisista ja epäorgaanisista kerroksista, joilla on erittäin järjestäytynyt kiteinen rakenne. Korvaamalla osan orgaanisten kerrosten hiili-hiiliketjuista räätälöidyllä bentseenirenkaiden yhdistelmällä tutkijat voivat hallita materiaalien jäykkyyttä ja lämmönjohtavuutta. Tutkijat valmistivat erityisesti atsobentseeni-etyyliammoniumlyijyjodi-ohutkalvon. Kun he testasivat sitä, materiaalin lämmönjohtavuus oli huoneenlämmössä noin 0,04 W m -1 K -1 . Vertailuna voidaan todeta, että tämän jäykän materiaalin lämmönjohtavuus on viisi kertaa pienempi kuin silikonilla, jonka lämmönjohtavuus on 0,2 W m -1 K -1 . Silikonia käytetään myös lämmöneristykseen esimerkiksi uunikintaissa. ”Joten jos haluamme verrata tätä materiaalia silikoniin, valmistamamme materiaali on 700–10 000 kertaa jäykempää kuin silikoni ja viisi kertaa parempi lämmöneristyskyvyssä”, Liu sanoo. ”Olemme innoissamme tästä materiaalista sen ominaisuuksien vuoksi”, Liu sanoo. ”Mutta olemme innoissamme myös siksi, että tämä työ korostaa molekyylitekniikan potentiaalia hienosäätää näitä hybridikerrosmateriaaleja sovelluksiin, jotka vaativat uudenlaisia jäykkyyden ja lämmöneristyksen yhdistelmiä.” Aiheesta aiemmin: Mesohuokoinen pii: ainutlaatuiset elektroniset kuljetusominaisuudet |
Nanotekniikka on tulevaisuuden lupaus. Näillä sivuilla seurataan elektroniikkaa sekä tieto- ja sähkötekniikkaa sivuavia nanoteknisiä tiedeuutisia.
Tutkijat ovat kehittäneet uuden materiaalin, joka on erittäin hyvä lämmöneriste, poikkeuksellisen jäykkä ja jota voidaan tulostaa ohutkalvona suurissa mittakaavoissa. Materiaalilla on yksi alhaisimmista lämmönjohtavuusprofiileista kaikista tiheistä tai huokosettomista materiaaleista – ja se lähestyy materiaalin lämmöneristeen teoreettista rajaa.