Idealny, dziurawy izolator przewodzący prąd

Izolator, który jest jednocześnie przewodnikiem? Wykonanie takiego materiału nie jest problemem, jeśli wykorzysta się nanosiatkę z krzemu. Naukowcy z California Institute of Technology udowodnili, że przewodnik prądu elektrycznego może być jednocześnie izolatorem ciepła.

Idealny, dziurawy izolator przewodzący prąd 1nanosiatka

Izolator, który jest jednocześnie przewodnikiem? Wykonanie takiego materiału nie jest problemem, jeśli wykorzysta się nanosiatkę z krzemu. Naukowcy z California Institute of Technology udowodnili, że przewodnik prądu elektrycznego może być jednocześnie izolatorem ciepła.

Wydawać by się mogło, że nie da się zrobić za wiele, by nie tracić ciepła wytwarzanego przez każde bez wyjątku urządzenie elektromechaniczne. Tymczasem uczeni z Calltech pokryli powierzchnię wynalezionego przez siebie materiału cieniuteńką krzemową siatką z oczkami. Wielkość oczek i grubość samej siatki liczona jest w skali nano: 11-16 nanometrów średnicy dla oczek rozstawionych co 34 nanometry w arkuszu o grubości zaledwie 22 nanometrów. Ta właśnie konstrukcja sprawiła, że krzem stał się izolatorem ciepła, zachowując jednocześnie właściwość przewodzenia elektronów.

Wyjaśnienie pozornego paradoksu przewodnika będącego izolatorem możliwe jest dzięki regułom fizyki kwantowej i dzięki istnieniu fononów. Fonony to kwantowe wersje drgań cieplnych w siatce krystalicznej. I to one są główną przyczyną powstawania oporu elektrycznego w przewodnikach. Fizycy postanowili więc fonony zwyczajnie ujarzmić poprzez ograniczenie ich aktywności. Fonony rozpraszają energię na powierzchni i wewnątrz struktury krystalicznej.

Siatka wynaleziona przez kalifornijskich naukowców ma dużą powierzchnię przy małej wielkości. Jednocześnie wykonanie w niej nanootworów spowodowało, że nanosiatka nie zachowuje się w spsób typowy dla krzemu.  Ta właśnie właściwość umożliwia zapobieganiu utracie ciepła.

Czy to odkrycie przyczyni się do produkcji superwydajnych urządzeń termoelektrycznych? Amerykanie twierdzą, że jak najbardziej. Nanosiatka krzemowa może być sposobem na zatrzymanie ciepła, które do tej pory było bezpowrotnie tracone, bo zwyczajnie uciekało w przestrzeń. Ale to nie wszystko: przewodniki elektryczne o doskonałej izolacyjności cieplnej mogą stać się nową klasą materiałów wykorzystywanych przy budowaniu superenergooszczędnych budynków.

Niewątpliwym plusem dla nowego materiału jest też fakt, że wykonano go z krzemu – tego zaś jest na naszej planecie pod dostatkiem i nie ma obaw, że nawet masowe jego wykorzystanie doprowadziłoby szybko do wyczerpania jego zapasów.

Krzemowa siatka mogłaby zastąpić stosowane obecnie rozwiązania na izolację cieplną, które nie dość, ze są kosztowne, to jeszcze często mało przyjazne naturze.

Źródło: Green Optimistic

Źródło artykułu: WP Gadżetomania
Wybrane dla Ciebie
Ten projekt robi wrażenie. Portowy cypel zmieni się w zieloną oazę z operą
Ten projekt robi wrażenie. Portowy cypel zmieni się w zieloną oazę z operą
Co roku zabija setki osób. Szybciej niż popularne choroby
Co roku zabija setki osób. Szybciej niż popularne choroby
"Lodowiec zagłady". Śmiały plan ma ograniczyć wzrost poziomu mórz
"Lodowiec zagłady". Śmiały plan ma ograniczyć wzrost poziomu mórz
Jak dobrze umyć ziemniaki? Większość Polaków popełnia błąd
Jak dobrze umyć ziemniaki? Większość Polaków popełnia błąd
Bociany w Afryce szykują się do drogi. Kiedy dotrą do Polski?
Bociany w Afryce szykują się do drogi. Kiedy dotrą do Polski?
„Widzieć” bez oczu. Trening aktywuje korę wzrokową
„Widzieć” bez oczu. Trening aktywuje korę wzrokową
Boty na Moltbooku: "Ludzie to zgnilizna". Tak wyglądałby świat bez ludzi
Boty na Moltbooku: "Ludzie to zgnilizna". Tak wyglądałby świat bez ludzi
Lodowy "statek widmo" przybił do Gdańska. Obserwował go cały świat
Lodowy "statek widmo" przybił do Gdańska. Obserwował go cały świat
Waży 100 ton. Znaleźli ją w Londynie
Waży 100 ton. Znaleźli ją w Londynie
Nowość w mObywatelu. Opcja dla wszystkich
Nowość w mObywatelu. Opcja dla wszystkich
"Zjada mózg".To wyjatkowo niebezpieczny mikrooorganizm
"Zjada mózg".To wyjatkowo niebezpieczny mikrooorganizm
Błoto i sól niszczą twoje podłogi? Tak usuniesz uporczywe ślady
Błoto i sól niszczą twoje podłogi? Tak usuniesz uporczywe ślady
NIE WYCHODŹ JESZCZE! MAMY COŚ SPECJALNIE DLA CIEBIE 🎯