Evidenziare un 'approccio innovativo' alla ricerca sui materiali 2D

Feb 21, 2024

18 luglio 2023

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dall'Università di Lancaster

Una nuova ricerca della Lancaster University presenta un "approccio innovativo" per studiare la conduttività termica di nuovi materiali bidimensionali. Il lavoro apre la strada alla creazione di efficienti recuperatori di calore di scarto che generano elettricità a basso costo, nuovi frigoriferi compatti e sensori e fotocamere ottici e a microonde avanzati.

La ricerca, guidata dal professore di nanoscienze Oleg Kolosov e dal Ph.D. lo studente Sergio Gonzalez-Munoz, misura direttamente la conducibilità termica di materiali bidimensionali (2DM). È pubblicato in Advanced Materials Interfaces.

I materiali bidimensionali sono composti da pile di fogli atomici quasi perfetti e strettamente legati, collegati dalle forze di van der Waals più deboli. Gli esempi tipici sono il grafene recentemente scoperto, il disolfuro di molibdeno e la vasta gamma di dichalcogenuri di metalli di transizione. Questi sono noti per le loro proprietà elettroniche e meccaniche da record, nonché per la loro capacità unica di manipolare la conduttanza del calore.

In particolare, la conduttività termica dei 2DM è fondamentale per sviluppare nuovi materiali termoelettrici altamente efficienti, ma è praticamente impossibile misurare la conduttività termica negli strati sottili su scala nanometrica dei 2DM.

I ricercatori hanno risolto questa sfida sviluppando un nuovo approccio di microscopia termica a scansione che ha permesso loro di misurare direttamente la conduttività termica sia per le direzioni nel piano che per quelle trasversali dei materiali bidimensionali. Entrambi i piani sono molto diversi a causa della struttura atomica del materiale.

Il professor Kolosov ha dichiarato: "Questo lavoro spiega l'origine delle prestazioni termoelettriche da record di strutture multistrato di materiali bidimensionali che noi ricercatori abbiamo descritto in un articolo precedente. Permettiamo tali misurazioni e lo abbiamo dimostrato con l'esempio del potenziale altamente eseguendo il seleniuro di indio termoelettrico 2DM (InSe)."

Ha detto che la ricerca ha implicazioni per il futuro sviluppo tecnologico.

Maggiori informazioni: Sergio Gonzalez‐Munoz et al, Misurazioni dirette del trasporto termico anisotropico in nanostrati γ‐InSe tramite microscopia termica a scansione trasversale (Adv. Mater. Interfaces 17/2023), Advanced Materials Interfaces (2023). DOI: 10.1002/admi.202370056

Fornito dall'Università di Lancaster