Домой Новости Тонкий атомный слой способен хорошо удерживать тепло

Тонкий атомный слой способен хорошо удерживать тепло

37
0

26.10.2021, 11:15
Исследователи из Токийского столичного университета нашли новые способы управления потоками тепла через тонкие материалы. Секрет — в укладке атомарно тонких слоев в гетероструктуры Ван-дер-Ваальса. Тонкий атомный слой способен хорошо удерживать тепло Тонкий атомный слой способен хорошо удерживать тепло Ученые обнаружили, что асимметрия слоёв помогает значительно уменьшить теплоперенос, а следовательно, контролировать тепловой поток в термоэлектрических устройствах на наноуровне. Нагрев, так или иначе, свойственен любому электронному устройству и не всегда оно полезно. Зачастую микрочипы выделяют больше тепла, чем могут отвести, что может привести к поломке или серьезному сокращению срока их службы. 

Команда под руководством профессора Казухиро Янаги работает над способами получения и обработки ультратонких слоев дихалькогенидов переходных металлов. В частности, они взяли слои дисульфида молибдена и диселенида молибдена толщиной в один атом и сложили их в четыре слоя.

Слои можно соединять друг с другом различными способами. Традиционно слои соединяются химическим осаждением на подложке из паровой фазы, но команда смогла создать стопки слоев, связанных между собой силами Ван-дер-Ваальса. Существует огромное множество вариантов «связки» изолированных слоёв, различающихся степенью контроля прохождения тепла.

Они обнаружили, что слои, полученные методом химического осаждения, пропускают куда больше тепла, чем их собратья, связанные силами Ван-дер-Ваальса. Эффект можно использовать и в обратную сторону — отжигая слабо связанные слои, можно усилить связь между ними и улучшить перенос тепла.

У таких слоистых гетероструктур присутствует явная структурная асимметрия между соседними слоями атомов, что привело к значительному снижению теплопередачи.

Полученные командой результаты не только демонстрируют новую технологию, но и показывают общие правила проектирования материалов, позволяющие контролировать тепловые потоки на наноуровне. Эти открытия помогут разработать сверхтонкие и сверхлегкие изоляторы и разнообразные термоэлектрические материалы, в которых тепло может быть эффективно преобразовано в электричество.

Исследование опубликовано в ACS Nano.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Пожалуйста, введите ваш комментарий!
пожалуйста, введите ваше имя здесь