Технология полых кремниевых нанотрубок POSTECH снижает теплопроводность на 70%

Репортаж от Wedoany，Исследователи из Пхоханского университета науки и технологии (POSTECH, Республика Корея) разработали технологию, позволяющую значительно повысить эффективность преобразования тепла в электричество без использования редких и дорогих материалов. Суть технологии заключается в применении полых кремниевых нанотрубок вместо традиционных сплошных кремниевых нанопроволок: полая структура позволяет более эффективно удерживать тепло.

Результаты экспериментов показали, что по сравнению со сплошной структурой теплопроводность полых кремниевых нанотрубок снизилась на 70%. При одинаковой площади поверхности снижение теплопроводности также составило около 33%.

Ключевым фактором такого повышения производительности является эффект локализации фононов. Фононы — это квазичастицы, отвечающие за передачу тепла в твёрдых телах; в структуре полых нанотрубок часть тепловой энергии «запирается» внутри структуры, и скорость её рассеивания значительно замедляется. Ранее считалось, что добиться такого эффекта при комнатной температуре в простых структурах сложно, однако исследователям удалось успешно реализовать его при комнатной температуре с помощью относительно простой конструкции.

Основное преимущество данной технологии заключается в использовании обычного кремния вместо редких элементов, таких как висмут и теллур, которые традиционно применяются в термоэлектрических системах, но отличаются высокой стоимостью и ограниченной доступностью. Авторы исследования полагают, что совместимость этой технологии с существующими методами производства чипов может ускорить внедрение подобных решений и способствовать разработке устройств, преобразующих «бросовое» тепло в полезную электроэнергию. Учитывая непрерывный рост энергопотребления в таких сферах, как центры обработки данных для искусственного интеллекта, электромобили и промышленное производство, данная технология может пользоваться высоким спросом.

Данный материал скомпилирован платформой Wedoany. При цитировании материалов, созданных с помощью искусственного интеллекта (ИИ), необходимо обязательно указывать источник — «Wedoany». В случае выявления нарушения прав или иных проблем просим своевременно информировать нас. Сайт оперативно внесёт изменения или удалит материал.Электронная почта: news@wedoany.com