Son Derece Düşük Isı İletkenliğine Sahip Yeni Malzeme Geliştirildi
Fotoğraf: Üstün örgü malzeme Bi4O4SeCl2’in yapısı
Birleşik Krallık ve Fransa’dan bir grup bilim insanı tarafından geliştirilen yeni üstün örgü malzeme Bi4O4SeCl2, her birinin ısının bir katının yapısında hareket etme hızını yavaşlattığı tespit edilen iki farklı atom düzenlemesini birleştiriyor.
Liverpool Üniversitesi Kimya Bölümü’nde araştırmacı olan kıdemli yazar Profesör Matt Rosseinsky malzeme hakkında, “Keşfettiğimiz malzeme, herhangi bir inorganik katı maddenin en düşük ısıl iletkenliğine sahip ve neredeyse havanın kendisi kadar zayıf bir ısı iletkeni” açıklamasını yaptı.
“Bu keşfin sonuçları, hem temel bilimsel anlayış, hem de atık ısıyı toplayan termoelektrik cihazlarda pratik uygulamalar ve daha verimli gaz türbinleri için kullanılan termal bariyer kaplamaları için önemlidir.”
Profesör Rosseinsky ve meslektaşları, yapılarının termal iletkenliklerini ölçerek ve modelleyerek BiOCl ve Bi2O2Se olmak üzere iki bileşende azaltılmış ısı aktarımından sorumlu mekanizmaları belirlediler.
Rosseinsky ve meslektaşları, “Bu mekanizmaları tek bir malzemede birleştirmek zor, çünkü atomların içinde tam olarak nasıl düzenlendiğini kontrol etmemiz gerekiyor” şeklinde açıklama yaptılar.
“Sezgisel olarak, iki bileşenin fiziksel özelliklerinin bir ortalamasını almayı beklerdik.”
“Bu farklı atomik düzenlemelerin her biri arasında uygun kimyasal ara yüzler seçerek, ikisini de birleştiren bir malzemeyi deneysel olarak sentezledik.”
İki birleşik düzenlemeye sahip yeni malzeme, oda sıcaklığında 0,1 W/mK’lik son derece düşük bir termal iletkenliğe sahiptir – bu, ana malzemelerin herhangi birinin tek düzenlemesinden çok daha düşük bir değerdir.
Bu beklenmedik sonuç, yapıdaki atomik konumların kimyasal kontrolünün sinerjik etkisini gösterir ve tüm yapının özelliklerinin iki ayrı parçanın özelliklerinden daha üstün olmasının nedenidir.
Isıyı elektriğe dönüştürebilen yeni ve daha verimli termoelektrik malzemelerin geliştirilmesi, önemli bir temiz enerji kaynağı olarak kabul ediliyor.
Liverpool Üniversitesi Fizik Bölümü’nde araştırmacı olan Dr. Jon Alaria şunları söylüyor, “Bu çalışmanın heyecan verici bulgusu, tamamlayıcı fizik kavramlarını ve uygun atomistik arabirimi kullanarak bir malzemenin özelliğini geliştirmenin mümkün olmasıdır.”
“Isı aktarımının ötesinde, bu strateji manyetizma ve süper iletkenlik gibi diğer önemli temel fiziksel özelliklere uygulanabilir ve bu da daha düşük enerji hesaplamasına ve elektriğin daha verimli taşınmasına yol açar.”
Ekibin çalışması Science dergisinde yayınlandı.
Kaynakça: sci-news.com
