发明超级绝缘体实现低能耗计算和更高效的电力传输提供帮助

2021-08-19 09:06:43

英国利物浦大学的研究人员发明了一种材料。研究人员说,这种材料的热导率几乎是有史以来人类掌握的所有固体材料中最低的。

这个研究方向听起来似乎有点奇怪,但其实不然——热导率极低的材料是一种超级绝缘体,像这样的材料可以在全球实现温室气体净零排放方面发挥重要作用。研究人员日前在《科学》周刊网站上发表了他们的研究成果。

研究报告作者之一、英国利物浦大学的化学家马特·罗森斯基在一份声明中说:“我们发现的这种材料在所有无机固体中具有最低的热导率,其热传导性几乎和空气一样差。”

热导率与原子结构有关。尽管气体本身可能比液体或固体更热,但它们的导热性更差,因为其原子排列得没那么紧密。原子振动的方式越多,它们传递热量的方式就越多。这些振动模式被称为声子;一种材料的声子越多,其导热性能就越好。

利物浦大学的研究人员把目光投向了两种不同的化合物:一种叫做氯氧化铋(通常用于化妆品,可以带来珠光效果),另一种叫做硒氧化铋。两种材料都有在不同方向作用的声子。所以,通过将它们堆叠在一起,研究人员可以将其融合成一种材料,这种材料层层传递热量的性能特别差。

利物浦大学物理学家、研究报告的作者之一乔恩·阿拉里亚认为,发明像这样的低导热性材料意义重大,它不仅打破了现有纪录,还能应用于许多领域。他在声明中说:“这一策略可应用于磁性、超导等其他许多重要的基础物理性质,为实现低能耗计算和更高效的电力传输提供帮助。”

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