Izolimi i mirë luan një rol të rëndësishëm në shumë industri, duke u përdorur nga eksplorimi hapësinor dhe sistemet e energjisë, deri tek elektronika dhe enët e gatimit. Ideja themelore është e thjeshtë: duhet një material që mund të ngadalojë lëvizjen e nxehtësisë dhe të parandalojë përhapjen e saj nga një zonë në tjetrën.
Megjithatë, ka një nuancë interesante në këtë. Materialet e forta dhe të qëndrueshme kanë tendencë të përcjellin nxehtësinë lehtë, ndërsa materialet e buta dhe më pak të qëndrueshme janë më të mira në bllokimin e nxehtësisë. Për shembull, pllakat metalike lejojnë që nxehtësia të kalojë shumë lehtë, ndërsa materiali izolues i përdorur për muret e ndërtesave është shumë i mirë në ngadalësimin e transferimit të nxehtësisë. Mënyra e izolimit është e dobët në lidhje me qëndrueshmërinë e metalit.
E vështirë është fakti se kjo nuk funksionon aq lehtë anasjelltas, domethënë, është e vështirë të arrish të dyja veçoritë – qëndrueshmërinë dhe izolimin e mirë termik – në të njëjtën kohë.
Kjo është sfida që hulumtuesit në Universitetin Shtetëror të Karolinës Veriore vendosën të përballen: çfarë do të ndodhte nëse do të mund të kishim të dyja këto cilësi? Duke përdorur një inxhinieri molekulare të avancuar, ata zhvilluan një material të ri që kombinon këto dy vetitë.
Hulumtuesit punuan me një lloj materiali të quajtur perovskit hybrid organik-inorganik dy-dimensional. Ky emër duket shumë i kompleks, por ideja pas tij është mjaft e thjeshtë: është një material i ndërtuar nga shtresa organike dhe inorganike që ndërveprojne – mendojeni si një tortë mikroskopike me shtresa.
Shtresa organike është e bërë nga molekula të bazuar në karbon. Shkencëtarët modifikuan këto molekula, duke zëvendësuar zinxhirët fleksibël të karbonit me struktura më të ngurta të quajtura unaza benzene. Kjo u lejoi të kontrollojnë se si materiali përcjell nxehtësinë dhe të e bënin më të fortë, duke ruajtur në të njëjtën kohë vetitë e tij izoluese. Shtresa inorganike përmban elemente si plumbi dhe jodi.
Rezultatet ishin mjaft të impresionueshme.
Në temperaturë ambienti, materiali i ri kishte një konduktivitet termik prej rreth 0,04 vat për metër për kelvin. Kjo thjesht do të thotë se nxehtësia del jashtë ekstremisht ngadalë përmes këtij materiali, e cila është krahasimisht me izolimin me fibra. Në të njëjtën kohë, materiali ka një qëndrueshmëri prej 7,7 gigapascal. Ky numër nuk është aspak i afër qëndrueshmërisë së aluminit ose çelikut, por është ndjeshëm më i qëndrueshëm se izolimet tipike dhe aerogele, dhe relativisht i afër plastikes ose drurit.
“Materiali që kemi krijuar është 700-10,000 herë më i qëndrueshëm se silikoni dhe pesë herë më i mirë në izolimin nga nxehtësia”, thotë Jun Liu, bashkë-autore dhe profesor i asociuar i inxhinierisë mekanike dhe ajrore në NC State. Për kontekst, silikoni përdoret gjerësisht për të izoluar nga nxehtësia, për shembull, në guantes për gatim.
Hulumtuesit thonë se kjo metodë mund të zgjerohet lehtësisht dhe një material i tillë mund të prodhohet si një spumë e hollë ose një shtresë. Kjo mund të e bëjë atë një komponent i rëndësishëm në elektronikë, shtresa mbrojtëse termike, sisteme energjie dhe teknologji hapësinore në të afirmat e ardhshme.
Burimi: Universiteti Shtetëror i Karolinës Veriore
Burimi: newatlas.com
