Ένα νέο υλικό συνδυάζει τις καλύτερες ιδιότητες του μετάλλου και του γυαλιού

Μπορεί να νομίζουμε ότι τα πάντα έχουν ανακαλυφθεί, αλλά καθημερινά ανακαλύπτουμε ότι κάτι τέτοιο δεν ισχύει.. Στην πραγματικότητα, κατά καιρούς ξαφνιαζόμαστε όταν μαθαίνουμε ότι ένα υλικό που χρησιμοποιούσαμε για μια εργασία είναι πολύ καλό και σε μια άλλη, ανακαλύπτουμε νέα υλικά που είναι καλύτερα από αυτά που χρησιμοποιούσαμε μέχρι τώρα, μπορούμε να τα τροποποιήσουμε για να τα κάνουμε πιο αποδοτικά ή συνδυάζουμε υλικά για να μεταμορφώσουμε αντικείμενα.

Αυτό συμβαίνει με ένα νέο υλικό που αμφισβητεί τα καθιερωμένα: έχει την ηλεκτρική αγωγιμότητα του μετάλλου και τη θερμική αγωγιμότητα του γυαλιού. Και είναι κάτι αρκετά ενδιαφέρον γιατί μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή ενέργειας με πιο αποδοτικό τρόπο, αλλά και για την επίλυση ορισμένων προβλημάτων στη σμίκρυνση των chips.

Μια ομάδα ερευνητών του Κέντρου Προηγμένης Επιστημονικής Έρευνας Jawaharlal Nehru Center for Advanced Scientific Research, ή JNCASR , στην Ινδία ανακάλυψε ότι με την πρόσμιξη του AgSbTe2 με υττέρβιο (Yb), οι ιδιότητες αυτού του υλικού μπορούν να βελτιωθούν. Στην απλή του μορφή, το AgSbTe2 μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο της θερμότητας επειδή παρουσιάζει πολύ, πολύ χαμηλή θερμική αγωγιμότητα.

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο έχει ποικίλες εφαρμογές. Σε μια θερμοηλεκτρική γεννήτρια, για παράδειγμα, μπορεί να βοηθήσει να διασφαλιστεί ότι η θερμότητα δεν χάνεται περνώντας στον αέρα, αλλά συσσωρεύεται, ώστε οι γεννήτριες να είναι πιο αποτελεσματικές στην κύρια εργασία τους: τη μετατροπή της θερμότητας σε ενέργεια.

Αυτό που συνειδητοποίησαν οι ερευνητές είναι ότι, με την πρόσμιξη του πυρήνα με υττέρβιο, διατηρούνται οι ιδιότητες χαμηλής θερμικής αγωγιμότητας ενώ αυξάνεται η ηλεκτρική αγωγιμότητα. Αυτό είναι το κλειδί, διότι το νέο υλικό παρουσιάζει μια εξαιρετική ικανότητα να άγει τον ηλεκτρισμό - ακριβώς όπως κάποια μέταλλα - ενώ εμποδίζει τα κύματα θερμότητας όπως το γυαλί.

Στην έρευνα, που δημοσιεύεται στο περιοδικό Advanced Materials, εκτίθενται αυτά τα χαρακτηριστικά, ενώ η αποτελεσματικότητα του υλικού παρουσιάζεται σε μια δοκιμαστική συσκευή που παρουσιάζει βελτίωση της απόδοσης κατά 9% κατά τη μετατροπή της απορριπτόμενης θερμότητας σε ηλεκτρική ενέργεια. Όπως είπαμε, σε μια θερμοηλεκτρική γεννήτρια, αυτό θα σήμαινε εξοικονόμηση κόστους και λιγότερη θερμότητα που αποβάλλεται προς τα έξω.

Αυτήν την περίοδο, η ομάδα του JNCASR μελετά τον τρόπο περαιτέρω βελτίωσης αυτής της θερμοηλεκτρικής απόδοσης προκειμένου να ξεκινήσει συνεργασίες με διάφορους κλάδους της βιομηχανίας. Αλλά... ποιες εφαρμογές θα μπορούσε να έχει στην πραγματική ζωή πέρα από το παράδειγμα της θερμοηλεκτρικής γεννήτριας για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας; Κατ' αρχάς, κάθε χρήση που βασίζεται στην εξοικονόμηση ενέργειας, αλλά και στην αγωγή ηλεκτρισμού χωρίς την παραγωγή τόσο μεγάλης θερμότητας.

Σε βιομηχανικά εξαρτήματα ή οχήματα όπου παράγεται πολλή θερμότητα, η ενέργεια αυτή μπορεί να ανακατευθυνθεί για να μετατραπεί σε ηλεκτρική ενέργεια αντί να σπαταληθεί θερμική ενέργεια. Σε κάθε περίπτωση, πρόκειται για άλλη μια πολύ ενδιαφέρουσα ανακάλυψη των ερευνητών του JNCASR, οι οποίοι πριν από μερικά χρόνια ανακάλυψαν ένα άλλο νέο υλικό ικανό να μετατρέπει το υπέρυθρο φως σε ενέργεια.

[via]