@ 2021.08.02 , 09:41

利物浦大学:制出有记录以来导热率最低的无机材料

目前,世界上产生的所有能源里,估计有70%以热量的形式流失。这是一个大问题。

现在,由英国利物浦大学领导的研究团队发现了一种新的无机材料,其热导率是无机材料里有史以来最低的。

事实上,在室温下,这种材料对热的传递效率,几乎与空气一样。

这种新材料被称为Bi4O4SeCl2(我知道这么写出来很难看),它是 "在原子尺度上控热技术的突破"。

利物浦大学的化学家和团队负责人马特·罗塞恩斯基说:"我们发现的这种材料在所有无机固体中具有最低的热传导性,而且几乎和空气本身一样是热的不良导体。这一发现的意义是重大的,无论是为基础科学知识添砖加瓦,还是为收集废热的热电设备提供实际应用,或者作为更高效的燃气轮机的热障涂层。"

如果把钢铁的导热性定义为1,那么水和建筑砖的导热性都是0.01。空气将是0.0005左右,而新材料仅为0.001。

特别令人兴奋的是,通过巧妙排布原子层,这一制造热的不良导体的工艺也同样适用于制造其他属性。

在未来,这可能意味着材料不仅具有难以置信的抗热性,而且还是电力的超导体——这两种特性将对能源网极有价值。

无机材料是指不含任何碳的材料,而这个材料是由BiOCl和Bi2O2Se制成的。顾名思义,它是铋、氧、硒和氯的化合物。

为了创造新的导电材料,该团队发现这些材料中的原子有两种不同的排列方式,导致热传导性差。

然后他们研究了这些排列方式导致热量传递缓慢的机制,并找到了将两者结合起来的方法,使他们能够将减缓热量的效果结合起来,而非简单地将差异平均化。

值得注意的是,这项研究只考察了新材料的导热性,而没有其他影响,如导电性或磁性。因此,目前还不清楚这种材料是否可以用于现实世界的应用,如计算或电网中。

但研究人员写道:"这种多属性优化的潜力说明了具有兼容键合的模块单元之间的协同作用是如何实现化学生成和功能控制的。”

这项研究已经发表在Science上。

https://www.sciencealert.com/sustainability-win-scientists-make-material-with-the-lowest-thermal-conductivity-yet


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