Des ingénieurs ont créé un isolant thermique ultra-résistant et unique

Des chercheurs de l'Université d'État de Caroline du Nord ont réalisé une percée inattendue en science des matériaux en développant un film mince qui combine avec succès une conductivité thermique extrêmement faible et une grande dureté. Selon ixbt.com, ce nouveau développement conduit la chaleur environ cinq fois moins bien que le silicium standard, tout en étant des milliers de fois plus résistant mécaniquement. C'est ce que rapporte Ixbt.com rapporte .

Selon les lois de la physique traditionnelle, les matériaux solides et les métaux conduisent généralement bien la chaleur, tandis que les isolants thermiques efficaces ont une structure fragile ou poreuse. Cependant, le matériau nouvellement créé n'est absolument pas poreux et a attiré l'attention des experts par ses propriétés physiques inhabituelles. À température ambiante, sa conductivité thermique est estimée à environ 0,04 W/(m·K), alors que pour le silicium, cette valeur est d'environ 0,2 W/(m·K).

Une structure moléculaire unique a permis ces propriétés mystérieuses

Les experts ont obtenu ce résultat grâce à des pérovskites hybrides organo-inorganiques bidimensionnelles. La structure de ces matériaux consiste en des couches cristallines organiques et inorganiques alternées. En remplaçant les chaînes carbonées traditionnelles par des cycles benzéniques spécialement sélectionnés, les scientifiques ont complètement modifié l'architecture moléculaire du matériau.

Les modifications chimiques effectuées ont efficacement arrêté la propagation des vibrations qui transportent l'énergie thermique à travers le matériau. Dans le même temps, la dureté élevée de la structure cristalline a été entièrement préservée. En conséquence, le film mince créé à base de composé azotbenzol-éthylammonium-plomb-iodure a démontré une combinaison unique de propriétés mécaniques et thermiques.

Perspectives d'application pratique et projets futurs

Un autre avantage important de cette technologie est la possibilité de l'utiliser à grande échelle. Les chercheurs soulignent que le nouveau matériau peut être appliqué sous forme de couche mince sur de grandes surfaces ou utilisé comme revêtement de protection fiable pour des composants critiques. À l'avenir, de tels revêtements devraient être utiles dans le domaine de la microélectronique pour isoler efficacement des composants spécifiques des sources de chaleur.

Les développeurs supposent également que cette technologie sera utile dans l'industrie aérospatiale et dans d'autres systèmes complexes où la dureté, l'isolation thermique et un faible poids sont également requis. Cependant, il reste encore beaucoup à faire avant d'introduire le matériau dans la production industrielle réelle.

Les scientifiques doivent encore tester en profondeur la durabilité de l'invention, la stabilité de ses propriétés, le coût de production et son comportement dans diverses conditions d'exploitation. De plus, il est souligné que la présence de plomb dans sa composition pourrait limiter son utilisation dans certains domaines à l'avenir.