由利物浦大学领导的一个合作研究小组发现了一种新的无机材料，其导热系数是迄今为止报道过的最低的，为开发对可持续社会至关重要的新型热电材料铺平了道路。欧洲杯足球竞彩
使用正确的化学方法，可以将两种不同的原子排列(黄色和蓝色板)结合起来，这两种排列方式提供了减缓热在固体中的运动的机制。这种策略提供了无机材料中报道的最低的热导率。图片来源:利物浦大学
这一发现发表在杂志上欧洲杯线上买球科学,代表了通过材料设计在原子尺度上控制热流方面的一个突破。欧洲杯足球竞彩它为能源管理提供了根本性的新见解。新的认识将加速将废热转化为动力和有效利用燃料的新材料的开发。欧洲杯足球竞彩
该研究小组由该大学化学和材料创新工厂系的马特·罗辛斯基教授和该大学物理系和斯蒂芬森可再生能源研究所的乔恩·阿拉利亚博士领导，欧洲杯足球竞彩设计并合成了这种新材料，使其结合了两种不同的原子排列方式，这两种原子排列方式都能减缓热通过固体结构的速度。
他们通过测量和模拟两种不同结构的导热系数确定了这两种结构中减少热传输的机制，每种结构都包含一种所需的结构。
将这些机制结合到单一材料中是困难的，因为研究人员必须精确地控制原子在其中的排列方式。直观地说，科学家们希望得到这两种成分的物理性质的平均值。通过在这些不同的原子排列之间选择有利的化学界面，研究小组通过实验合成了一种将两者结合在一起的材料(表示为图像中的黄色和蓝色板块)．
这种新材料有两种组合排列方式，其导热系数比只有一种排列方式的母材料要低得多。欧洲杯足球竞彩这一意想不到的结果显示了结构中原子位置的化学控制的协同效应，这也是整个结构的性能优于两个单独部分的原因。
如果我们取钢的导热系数为1，那么钛条为0.1，水和建筑砖为0.01，新材料为0.001，空气为0.0005。
世界上大约70%的能源被浪费为热能。低热导率的材料对于减少和利用这种废物至关重要。欧洲杯足球竞彩开发新的、更高效的热电材料，可以将热转化为电，被认为是清洁能源的关键来源。欧洲杯足球竞彩
Matt Rosseinsky教授说:“我们发现的这种材料在所有无机固体中导热性最低，导热性几乎和空气本身一样差。
“这一发现的意义是重大的，无论是对基础科学理解，还是对收集余热的热电设备的实际应用，以及对更高效的燃气涡轮机的热障涂层。”
Jon Alaria博士说:“这项研究令人兴奋的发现是，可以利用互补的物理概念和适当的原子接口来增强材料的特性。除了热传输，这种策略还可以应用于其他重要的基本物理特性，如磁性和超导性，从而降低能量计算和更有效的电力传输。”
论文“具有键合各向异性和不匹配的模块化无机材料的低热导率”(doi: 10.1126/science.abh1619)发表在该杂志上欧洲杯线上买球欧洲杯线上买球科学。
该研究团队包括来自利物浦大学Leverhulme功能材料设计研究中心、伦敦大学学院、ISIS Rutherford Appleton实验室和Laboratoire CRISMAT、CRNS的研究人员。欧洲杯足球竞彩
该项目获得了工程和物理科学研究理事会(EPSRC grant EP/N004884)、Leverhulme信托基金和英国皇家学会的资助。欧洲杯线上买球
来源:https://www.liverpool.ac.uk/