periodická tabulka
autor: Offnfopt, zdroj: Wikipedia, licence obrázku public domain

Speciální 1D materiál prakticky nevede teplo

Selenohalogenidy bismutu BiSeX (s brómem nebo jódem) mohou existovat ve formě speciální 1D struktury („drátku“), která má extrémně nízkou tepelnou vodivost.
Li-Dong Zhao z čínské Beihang University navrhl tento materiál na základě teoretických úvah, výpočtů a simulací, a jeho očekávané vlastnosti se podařilo potvrdit i experimentálně. S tím, jak klesá dimenzionalita, se v molekule oslabují chemické vazby, takže v 1D řetízku jsou molekuly vázány již jen velmi slabě; tisková zpráva dokonce hovoří o „kvazi-0-d krystalu“. Za tento efekt částečně odpovídají i atomy halogenu v molekule. Výsledkem je i extrémně nízká tepelná vodivost (už ve 2D je slabší než ve 3D atd.). Taková sloučenina by se mohla uplatnit v termoelektrických materiálech nebo v tepelně izolačních nátěrech. Kromě vlastních selenohalogenidů by uvedeným postupme mělo jít nacházet i další látky s podobnými vlastnostmi. (Poznámka: I když těžko říct, zda by třeba 1D drátky šlo natřít stěnu domu nebo letadlo; nespojily by se zase do nějakého „normálního“ materiálu?)
Až dosud se hledání látek s nízkou tepelnou vodivostí soustředilo především na sypké materiály, s velkými molekulami, složitou krystalovou strukturou a velkou základní jednotkou krystalu. Do těchto materiálů pak byly navíc vnášeny defekty. Opakem takových materiálů je třeba diamant s jediným malým atomem, malou základní jednotkou krystalu a silnými kovalentními vazbami mezi atomy uhlíku; diamant má také velkou tepelnou vodivost.
Tepelná vodivost BiSeI při 573 K dosahuje asi 0,27 W/mK, což je blízko teoretické minimální hodnotě. Nízká tepelná vodivost lze chápat i tak, že materiál klade velký odpor pohybu kvazičástic – fononů.

Dongyang Wang et al, Extremely low thermal conductivity from bismuth selenohalides with 1D soft crystal structure, Science China Materials (2020). DOI: 10.1007/s40843-020-1407-x
Zdroj: Science China Press/Phys.org

Modré mládě krasky krátkoocasé jávské se svým rodičům zbarvením zatím moc nepodobá. Foto: Miroslav Bobek, Zoo Praha

Proč příroda nevytváří červenou pomocí rozptylu světla?

Živé organismy své barvy tvoří cca dvěma hlavními způsoby – pomocí pigmentů a jako tzv. …

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close