エンジニアはナノマテリアルをテストするための新しい技術を生み出します

世界を変える未来のテクノロジー8選 (六月 2019).

Anonim

カリフォルニア大学アーバイン校のエンジニアは、機械や電子機器から余分な熱を利用可能な電気に変換する際に材料が果たす貴重な役割を示す、初めての実験で華氏800度に近い温度でナノワイヤを分析する方法を発明しました。

UCIの機械&航空宇宙工学科の助教授である李鍾assist(JCI)准教授は、次のように述べています。「自動車メーカーと新興企業は、熱から電力へのアプリケーションを活用し、商品化しようとしています。 Nano Lettersの 最新号を調べてください。 「私たちの研究は、特定の材料が高温であってもナノメートルスケールで良好な熱電特性を有することを、技術者が長い間予測してきたことを検証しています。

彼と彼の同僚は、商業的に入手可能な真空チャンバおよび関連機器の巧妙なカスタマイズによってこの結果を達成することができました。 棚から離れ、他の実験のために激しい熱を絞ると、装置はワイヤコーティングを溶融し、ナノワイヤチップをホルダに溶かすために使用される接着剤を破壊する。

チームは、耐熱性の配線と、接着剤の代わりにネジを使用して、部品を所定の位置に保持することで、これらの問題を緩和しました。 彼らはまた、熱損失を最小限に抑え、研究者がナノワイヤの温度を高精度に制御できるように、独自のサンプル取り付けプラットフォームを作成しました。

Leeの研究分野の基本的な目標の1つは、廃熱からエネルギーを生成するために電気伝導度と温度を切り離すことであり、UCIの研究は、シリコンナノワイヤが仕事の正しい材料であるかもしれないことを実証しています。

Leeがローレンス・バークレー国立研究所でポスドク研究者であったときに実施されたこの研究の結果は、この研究に関与していないUCI材料科学者のAllon Hochbaumによると、他の極限熱実験の道を開く。

「Jaehoの新しい研究は、これまで可能であったよりも高い温度でナノスケールの材料の熱伝導率を測定する能力を開発している」と彼は述べた。 これにより、最適動作温度と同様の条件下で、シリコンナノワイヤなどの有望な高温熱電物質の特性評価が可能になります。

廃熱をリサイクルしようとする中で、エンジニアは熱に抵抗しながらスムーズな電気の流れを可能にする要素を求めています。 バルクでは、シリコンは電気と暖かさの両方の優れた送信機です。 しかし、科学者たちは、マイクロスケールとナノメートルスケールでシリコンを扱う場合、熱伝導率の急激な低下を目の当たりにしています。

「熱が表面の境界で散乱するので、ナノワイヤを作ると、熱伝導率はバルク材料の熱伝導率よりも2桁も低い可能性があります」とLee氏は述べています。

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