science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Warmtetransport kan effectiever worden geblokkeerd met een meer geoptimaliseerde nanostructuur met gaten

Een optimale periodieke structuur minimaliseert de thermische geleiding tot een recordniveau. Krediet:Universiteit van Jyvaskyla / Ilari Maasilta

De groep van professor Ilari Maasilta van het Nanoscience Center, University of Jyväskylä is gespecialiseerd in het bestuderen van hoe verschillende nanostructuren kunnen worden gebruikt om het transport van warmte te verbeteren of te belemmeren. De laatste resultaten van de groep, gepubliceerd in het tijdschrift Fysieke beoordeling toegepast op 3 juli, 2019, bevestigen zijn eerdere waarnemingen dat door gebruik te maken van het golfkarakter van warmte in nanostructuren met gaten, de warmtegeleiding meer dan honderdvoudig kan worden verminderd.

De belangrijkste toepassingen van het regelen van warmtetransport zijn op gebieden zoals thermo-elektrische stroomconversie en koeling, en bolometrische stralingsdetectie.

De gatenstructuren bestonden uit dunne isolerende siliciumnitrideplaten met een periodieke reeks gaten in twee richtingen. In principe, elk ander materiaal kan worden gebruikt, ook. Vooral, de groep toonde aan dat er een optimale periodieke structuur is, die de thermische geleiding tot een recordniveau minimaliseert, met een periode van ongeveer 10 micrometer.

In aanvulling, men realiseerde zich dat als de zijvlakken van het gat konden worden vervaardigd met atomaire precisie, warmtegeleiding kan nog verder worden verminderd met grotere periodestructuren.

"In de toekomst, we zullen deze resultaten gebruiken om gevoelige infraroodstralingsdetectoren te verbeteren voor toekomstig ruimteonderzoek, in samenwerking met NASA, ", zegt professor Ilari Maasilta van de Universiteit van Jyväskyla.