Silikondan 10 bin kat sert, 5 kat daha iyi ısı yalıtkanı malzeme geliştirildi

Malzeme biliminde şekil değişimine direnen sert yapıların ısıyı iyi iletmesi, etkili yalıtkanların ise genellikle yumuşak olması önemli bir kısıtlama oluşturuyor. North Carolina Eyalet Üniversitesi (NC State) araştırmacıları, moleküler mühendislikle bu ilişkiyi aşan ince bir film tasarladı. Fırın eldivenlerinde kullanılan geleneksel silikona göre çok daha sert olan film, yoğun ve gözeneksiz malzemeler arasında rapor edilen en düşük ısıl iletkenlik değerlerinden birine ulaştı. Malzemenin ısı iletimini engellemede teorik sınırlara yaklaştığı belirtiliyor.

MOLEKÜLER YAPI TASARIMI 

Yeni film, iki boyutlu hibrit organik-inorganik perovskitlerin bir alt grubu üzerinde yapılan çalışmalarla elde edildi. Bu yarı iletken filmler, düzenli kristal yapı içinde sıralanan organik ve inorganik katmanlardan oluşuyor. Araştırmacılar, yapıdaki bazı karbon-karbon zincirlerini özel olarak tasarlanmış bir benzen halkası kombinasyonuyla değiştirerek sertlik ve ısıl direnç özelliklerini birlikte geliştirdi.

ISIL İLETKENLİK ÖLÇÜMLERİ 

Ortaya çıkan azobenzen etil amonyum kurşun iyodür filmi, oda sıcaklığında metre-kelvin başına yaklaşık 0,04 watt ısıl iletkenlik değerine ulaştı. Silikonun aynı koşullardaki yaklaşık 0,2 watt değerine kıyasla film, ısıyı beş kat daha az iletiyor. NC State Makine ve Havacılık Mühendisliği Doçenti Jun Liu, sıra dışı malzeme özelliklerini bilinçli biçimde tasarlamak için ileri moleküler mühendislik yöntemleri kullandıklarını belirtti.

ÖLÇEKLENEBİLİR KAPLAMA ÜRETİMİ 

NC State Fizik Profesörü Dali Sun, hem sert hem de güçlü yalıtım sağlayan malzemelerin mutfak gereçlerinden elektronik cihazlara ve uzay yolculuklarına kadar birçok alanda avantaj sunabileceğini ifade etti. Filmin üretim yönteminin kolayca ölçeklendirilebilmesi de kullanım potansiyelini artırıyor. Büyük ölçekte basılabilen ve yüzey kaplaması olarak uygulanabilen yapı, dayanıklılık, yüksek sertlik ve yüksek ısıl direncin birlikte arandığı endüstriyel ekipmanlar için yeni bir kaplama yaklaşımı sunuyor.