Isıl Düzenleme İçin Yeni Katı Hal Malzemesi
Dünyanın enerji kullanımının yaklaşık %90’ı ısı üretimini veya işletmesini içerirken, ısı transferini kontrol etmek, mikro ve nano ölçekli elektronik cihazlardan havacılığa kadar birçok alanda hala oldukça zordur. Düşük ve yüksek ısıl iletkenlik durumları arasında ani geçiş sergileyen malzemeler, hızla gelişen ısıl düzenleme uygulamaları içerisinde büyük bir talep görmektedir.
Acta Materialia’da yayınlanan yeni bir raporda, Hefei Fizik Bilimleri Enstitüleri Katı Hal Fiziği Enstitüsü’nden Prof.Tong Peng ve Prof. Zhang Yongsheng, Ni1-xFexS sülfürlerinde 40 Kelvin sıcaklıklarında %200’e kadar yükselen keskin termal iletkenlik değişimi gözlemlediklerini bildirdiler.
Prof. Tong, gözlenen termal iletkenlik değişikliği değerinin, diğer ısı düzenleme malzemelerinde bildirilen değerlerin oldukça üzerinde olduğunu açıkladı. Ayrıca, çalışma sıcaklığı ve demir konsantrasyonu ayarlanarak, bu tür bir termal iletkenlik düzenleme şeması, farklı uygulamalara uyarlanarak iyi bir şekilde ayarlanabileceğini ekledi.
Teorik fizikçi Prof. Zhang, “Teorik hesaplamalar yaptık. Büyük ısıl iletkenlik sıçramasının, birinci dereceden faz geçişindeki elektronik yapının çarpıcı modifikasyonundan kaynaklandığı bulundu.” dedi.
Materyal doğası gereği kırılgandır, bu yüzden ekip daha fazlasını yaptı. İşlenebilirliği ve termal döngü kararlılığını geliştirmek için gümüş eklediler, bu da pratik uygulamalar için faydalı oldu.
Tersinirlik ile birlikte büyük ısıl iletkenlik sıçraması, mevcut malzemelerin ısıl yönetim uygulamaları için yeni bir gelecek vaat eden malzeme olduğunu göstermektedir. Ayrıca, altıgen sülfitlerin sentezlenmesi kolaydır ve bu hammaddeler çevre dostudur.
Bu malzemeye birçok uygulama getirilebilir. Örneğin, termal diyotlar oluşturmak için kullanılabilir. Elektronik diyotlara benzer şekilde, termal diyotlar ısı akışının yalnızca belirli bir yönde hareket etmesine izin verirken, ters yönde bloke olur. Altıgen sülfirin termal iletkenliği bağımsız olarak ayarlanabildiğinden, bu malzeme ortam sıcaklığı değişimine karşı, sıcaklığı uygun değerde tutmak amacıyla kullanılabilir.
Kaynak: phys.org
