Научная группа, занимающаяся исследованиями полимеров в Институте имени Макса Планка и Байройтского университета, создала уникальный в своем роде материал, который одновременно может являться отличным теплоизолятором и теплопроводником.
В нашей повседневной жизни активно используются как и теплоизоляторы (например, для утепления стен домов), так и теплопроводники (например, радиаторы для отвода тепла от работающих компьютерных процессоров).
И зачастую легкие и пористые материалы – это диэлектрики, а тяжелые вещества, например, металлы – это хорошие проводники.
Но ученым удалось соединить в одном веществе, казалось бы, несовместимое и вот как это у них получилось.
Из чего состоит новый материал
В ходе многочисленных экспериментов ученые взяли несколько тончайших стеклянных пластин и между ними поместили отдельные полимерные цепочки.
У полученного таким образом материала теплопроводность стала зависеть от того, в каком направлении происходит распространение воздействия.
Так вот теплоизоляционные свойства материала регистрируются тогда, когда воздействие оказывается перпендикулярно слоям. А все потому, что тепло – это есть ни что иное как колебание молекул в материале, которое передается по цепочке.
За счет роста количества слоев эта передача все слабеет и слабеет.
Но вот внутри самого слоя тепло отлично передается. При этом распространение тепла внутри самого слоя происходит стремительно, так как нет факторов, сдерживающих распространения тепла.
Было установлено, что в созданном материале теплопроводность внутри слоя самого материала выше в 40 раз по сравнению с перпендикулярным распространением тепла.
Ученые сравнили теплопроводность вдоль слоев с теплопроводностью такого вещества как термопаста для компьютеров.
Теплоизоляция для перпендикулярного распространения лучше теплоизоляционных свойств современного пластика в шесть раз.
Для максимальной эффективности материала ученые точнейшим образом подогнали слои. Благодаря этому материал получился прозрачным, ведь толщина одного слоя всего лишь один нанометр.
Где будут использовать новый материал
Как предполагают ученые, новый материал вполне можно будет применять для обеспечения работоспособности высокоэффективных светоизлучающих диодов.
Где прозрачность материала позволит беспрепятственно проходить лучу, а с другой стороны будет эффективно рассеивать выделяемое тепло в перпендикулярном направлении.
Результатами своих трудов ученые поделились на страницах интернет портала Wiley Online Library.
Если вам понравился материал, то обязательно ставим палец вверх и подписываемся! Спасибо за ваше внимание!