Mühendisler ultra dayanıklı ve benzersiz bir ısı yalıtkanı geliştirdi

North Carolina State University araştırmacıları, malzeme biliminde beklenmedik bir başarıya imza atarak, ultra düşük ısı iletkenliğini yüksek sertlikle başarılı bir şekilde birleştiren ince film bir malzeme geliştirdi. ixbt.com'un haberine göre, bu yeni buluş ısıyı standart silikondan yaklaşık beş kat daha kötü iletiyor, ancak mekanik olarak ondan binlerce kat daha dayanıklı olduğu tespit edildi. Bu konuda Ixbt.com haber veriyor.

Geleneksel fizik kurallarına göre, sert malzemeler ve metaller genellikle ısıyı iyi iletirken, etkili ısı yalıtkanları kırılgan veya gözenekli bir yapıya sahiptir. Ancak yeni geliştirilen malzeme tamamen gözeneksiz olup, sıra dışı fiziksel özellikleriyle uzmanların dikkatini çekti. Oda sıcaklığında ısı iletkenliğinin 0,04 W/(m·K) civarında olduğu tahmin edilirken, silikonda bu değer 0,2 W/(m·K) civarındadır.

Benzersiz moleküler yapı gizemli özellikleri sağladı

Uzmanlar bu sonuca iki boyutlu hibrit organo-inorganik perovskitler temelinde ulaştılar. Bu tür malzemelerin yapısı, değişmeli organik ve inorganik kristal katmanlarından oluşur. Bilim insanları, geleneksel karbon zincirlerini özel olarak seçilmiş benzen halkalarıyla değiştirerek malzemenin moleküler mimarisini tamamen değiştirdiler.

Gerçekleştirilen kimyasal değişiklikler, ısı enerjisini malzeme boyunca taşıyan titreşimlerin yayılmasını etkili bir şekilde durdurdu. Aynı zamanda, kristal yapının yüksek sertliği tamamen korundu. Sonuç olarak, azobenzen-etilamonyum-kurşun-iyodür bileşiği temelinde oluşturulan ince film, mekanik ve termal özelliklerin benzersiz bir kombinasyonunu sergiledi.

Pratik uygulama beklentileri ve gelecekteki planlar

Bu teknolojinin bir diğer önemli avantajı, geniş ölçekte uygulanabilme potansiyelidir. Araştırmacılar, yeni malzemenin ince bir katman halinde geniş yüzeylere uygulanabileceğini veya kritik parçalar için güvenilir bir koruyucu kaplama olarak kullanılabileceğini belirtiyor. Gelecekte bu tür kaplamaların mikroelektronik alanında belirli bileşenleri ısı kaynaklarından etkili bir şekilde yalıtmak için kullanılması bekleniyor.

Ayrıca geliştiriciler, bu teknolojinin havacılık endüstrisinde ve sertlik, ısı yalıtımı ile düşük ağırlığın aynı anda talep edildiği diğer karmaşık sistemlerde de işe yarayacağını tahmin ediyorlar. Ancak malzemenin gerçek endüstriyel üretime entegre edilmesi için daha yapılacak çok iş var.

Bilim insanlarının önünde buluşun dayanıklılığını, özelliklerinin kararlılığını, üretim maliyetini ve farklı çalışma koşullarındaki performansını derinlemesine inceleme görevi duruyor. Ayrıca, içeriğinde kurşun bulunmasının gelecekte bu tür malzemelerin bazı alanlarda kullanımını kısıtlayabileceği de vurgulanıyor.