Hefðbundin efni upplifa venjulega aukningu á fjarlægð milli innri agna við teygjur, sem lengir rafeinda- og hitaflutninga; þar af leiðandi minnkar raf- og varmaleiðni þeirra. Hins vegar sýnir ný nanósamsetning, sem þróuð var af suður-kóresku rannsóknarteymi, öfuga hegðun: eftir að efnið er strekkt aukast bæði rafleiðni þess og varmaleiðni. Teymið beitti því ennfremur við hitastjórnun í samanbrjótanlegum símum, sem býður upp á hugsanlega nýja efnislausn fyrir hitaleiðni í sveigjanlegum rafeindatækjum.
Rannsókninni var stýrt af prófessorunum Seunghyun Baik og Joonmyung Choi frá vélaverkfræðideild Sungkyunkwan háskólans og voru niðurstöðurnar birtar íHáþróuð hagnýt efni.
Gap á nanóskala gera hitaflutning skilvirkari eftir teygjur
Rannsóknarteymið dreifði silfur nanóögnum með kornastærð aðeins 3,4 nm í teygjanlegu kísillgúmmíi á einsleitan hátt og stjórnaði bilinu á milli agnanna í um það bil 4,1 nm. Þegar bilið milli nanóagna er minnkað niður fyrir 10 nm geta rafeindir farið yfir orkuþröskuldinn milli agna með skammtagöngum, sem gerir rafeindaflutninga kleift. Þetta gerir efninu kleift að viðhalda tiltölulega góðri rafleiðni jafnvel þegar það afmyndast.
Meira áberandi, teymið komst að því að í strekkt ástandi breyttist hitaflutningur inni í samsettu efni einnig á annan hátt en í hefðbundnum efnum. Hitaflutningsrásir á nanóskala- sem myndast á milli agna gera kleift að flytja varma á milli fylliefna á ballistic-líkan flutningshætti, sem dregur úr viðbótardreifingu við teygjur og eykur þar með varmaleiðni efnisins.
Teygja getur einnig stjórnað hitaleiðni efnisins
Liðið breytti enn frekar bilinu á milli silfuragna og efnafræðilegum eiginleikum kísillgúmmísins, sem gaf samsettu efninu hitaskiptaeiginleika, sem þýðir að hægt er að stjórna hitaflutningi með því að breyta teygjuástandi efnisins. Reiknilíkingar sýndu að eftir teygjur verða fjölliðakeðjur stilltar eftir álagsstefnu, sem gerir kleift að flytja varma á skilvirkari hátt eftir þeirri átt.
Þessi eign hefur hugsanlegt notkunargildi fyrir sveigjanleg rafeindatæki eins og samanbrjótanleg og teygjanleg tæki. Snjallsímar og rafeindatæki mynda stöðugt hita meðan á notkun stendur og fyrir beygjanleg og samanbrjótanleg tæki geta frammistöðu hefðbundinna hitaleiðniefna- orðið fyrir áhrifum eftir að tækin aflagast. Ef hægt er að stjórna varmaleiðni með virkum hætti með vélrænni aflögun gæti verið hægt að bæta enn frekar hitastjórnunargetu sveigjanlegra rafeindatækja.