导热率低的无机材料可欧洲杯足球竞彩以为可持续社会做出贡献

利物浦大学领导了一组研究人员团队,以发现一种新的无机材料,该材料表现出有史以来最低的导热率。

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使用合适的化学,可以将两种不同的原子排列(黄色和蓝色平板)结合起来,这些原子排列提供了通过固体减慢热运动的机制。该策略给出了无机材料中报告的最低导热率。图片来源:利物浦大学。

这一突破为开发新的热电材料打开了大门,这对于可持续社会至关重要。欧洲杯足球竞彩该研究已发表在杂志上欧洲杯线上买球

该研究展示了通过材料设计实现的原子量表控制热流的进步。欧洲杯足球竞彩该研究还为能源管理提供了新的基本见解。这项新研究将加快开发新材料,以将废热转化为电力和有效使用燃料。欧洲杯足球竞彩

Headed by Professor Matt Rosseinsky from the University’s Department of Chemistry and Materials Innovation Factory and Dr. Jon Alaria from the Department of Physics and Stephenson Institute for Renewable Energy, the researchers engineered and produced the new material to blend two different arrangements of atoms identified to slow down the pace at which heat is transferred through the structure of a solid.

小组发现了通过测量和建模两个不同结构的热导率的测量和建模,导致两种排列中的每一个中的热传输的机制,其中每个结构都包含其中一个所需的排列。

研究人员发现,将这两种机制相结合到单个材料中是一项挑战,因为它需要精确控制原子在其内部的排列方式。研究人员预计将要达到两个组件的物理特性。该团队选择了这些不同的原子排列之间的有利的化学界面,因此在实验中产生了一种结合两者的材料。

与仅有一个排列的同一母体材料相比,新开发的具有两个组合排列的材料的导热率要低得多。欧洲杯足球竞彩这个不可预测的结果揭示了该结构中原子位置的化学控制的协同作用。这就是整个结构属性优于各个部分的原因。

如果将钢的导热率假定为1,则钛棒的导热率为0.1,水和结构砖为00.1,新材料的导热率为0.001,空气为0.0005。

我们发现的材料具有任何无机固体的导热率最低,并且几乎像空气本身一样差。这一发现的含义是重要的,既是基本的科学理解,又是在收获废热的热电设备中的实际应用,并作为更有效的燃气轮机的热屏障涂料。

利物浦大学化学与材料创新工厂教授Matt Rosseinsky欧洲杯足球竞彩

这项研究的激动人心的发现是,可以使用互补的物理概念和适当的原子接口来增强材料的特性。除热运输外,该策略还可以应用于其他重要的基本物理特性,例如磁性和超导性,从而导致能量计算降低和电力更有效地运输,”乔恩·阿拉里亚(Jon Alaria)博士指出。

全球生产的所有能量中约有70%被浪费为热量。低热导率材料对于减少和利用这种废物是必要的。欧洲杯足球竞彩新的,更有效的热电材料的出现使热能转化为电力,并被视为清洁能源的主要来源。欧洲杯足球竞彩

这项研究得到了工程与物理科学研究委员会(EPSRC Grant EP/N004884),Leverhulme Trust和Royal So欧洲杯线上买球ciety的财务支持。

期刊参考:

Gibson,Q。D.,。(2021)在模块化无机材料中具有粘结和不匹配的模块化无机材料的低导热率。欧洲杯线上买球doi.org/10.1126/欧洲杯线上买球science.abh1619

来源:https://www.liverpool.ac.uk/

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