Ученые США и КНР создали пропускающий рекордно малое количество тепла материал

МОСКВА, 18 сентября. /ТАСС/. Китайские и американские материаловеды создали материал на базе аналога природного минерала перовскита, который пропускает через себя рекордно малое количество тепла, 0,04 Вт на кв. м, и при этом обладает высокой механической прочностью. Пленки из этого материала можно использовать в нагревательных приборах и космической технике, сообщила пресс-служба Университета штата Северная Каролина (NCSU).

"Теплоизоляторы, обладающие высокой механической прочностью и твердостью, найдут массу применений на практике, начиная с кухонной утвари и заканчивая электроникой и космической отраслью. Их разработка оказалась невероятно сложной задачей, так как тепло обычно плохо проводят мягкие материалы. Нам удалось обойти эту проблему и создать твердый материал, который превосходит все уже существующие теплоизоляторы", - заявил профессор NCSU Сунь Дали, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Как объясняют профессор Сунь Дали и его коллеги, характер взаимодействий того или иного материала с теплом зависит от структуры и характера связей между составляющими их атомами и молекулами. Как правило, чем прочнее и сильнее эти связи, тем лучше вещество проводит тепловые колебания, в результате чего фактически все твердые вещества являются плохими теплоизоляторами, которые в сотни или даже тысячи раз уступают в этом отношении силикону и другим мягким и гибким материалам.

Американские и китайские материаловеды выяснили, что большим исключением из этого правила является созданный ими аналог природного минерала перовскита, состоящий из особым образом чередующихся прослоек органических молекул и неорганических материалов. Ученым удалось подобрать такую структуру и расположение этих слоев, при которых внутри них подавляются колебания, отвечающие за перенос тепловой энергии.

Это стало возможным благодаря тому, что ученые встроили в органическую половину перовскитов набор из ароматических углеводородных молекул, что позволило им резко снизить теплопроводность материала с незначительной потерей его прочности. В результате этого профессор Сунь Дали и его коллеги получили материал, который в пять раз хуже проводит тепло, чем силикон, и лишь на 60% превосходит в этом отношении обычный воздух.

При этом перовскитный термоизолятор примерно в 10 тыс. раз превосходит силикон по прочности, и его можно получать и наносить на произвольные поверхности при помощи уже существующих промышленных установок, используемых для производства различных покрытий. Это позволит использовать его в различных печах, холодильных установках, на борту спутников и для защиты солнечных батарей и электроники от перегрева, подытожили исследователи.