У лабораторії Массачусетського технологічного інституту був випробуваний новий температурний метод управління електро-і теплопровідністю.

Фізичним підставою запропонованого способу став фазовий перехід «тверде тіло – рідина». Оскільки він не пов'язаний з цікавили вчених переходом «метал – діелектрик», в тестовану рідина довелося додавати наночастинки. При її замерзанні та освіті кристалів частки виштовхуються до межзеренного кордонів, в результаті чого область контакту між частинками збільшується, і це призводить до зростання теплопровідності та електричної провідності.

Для того щоб продемонструвати можливості методики, фізики приготували суспензію графіту, пластинки якого мали діаметр в кілька мікрометрів і нанометрову товщину, в гексадекані – вуглеводні з дуже зручною температурою плавлення (18 ˚ C). Стабільність отриманих зразків виявилася цілком задовільною: під час огляду суспензії, що лишили у спокої на три місяці, ніякого осаду виявлено не було.

Вимірюючи питому електропровідність зразків, автори з'ясували, що в діапазоні 18,5-17,5 ˚ C вона змінюється на два порядки, зберігаючи одне з двох стійких значень при менших і більших температурах. Найбільша амплітуда варіації – 250 разів – була зареєстрована в тих умовах, коли об'ємна частка графіту становила близько 0,8%. На першому періоді циклічних коливань температури, заданих в експерименті, амплітуда зміни електропровідності досягала максимуму, після чого трохи зменшувалася і приходила до постійної величини.

Те ж можна сказати і про питомої теплопровідності. Правда, вона змінювалася не так сильно, збільшуючись при зниженні температури всього в два або три рази.

Такий метод, природно, буде працювати і для інших комбінацій рідини і частинок, що дозволяє задавати самі різні температури переходу. Доказом цього є результати дослідів з суспензіями графіту у воді і вуглецевих нанотрубок в гексадекані.

Правильно підібрана комбінація матеріалів може використовуватися в якості надійного запобіжника. У нормальних умовах вона буде мати низький опір, але при небезпечному розігріві електронної схеми опір почне збільшуватися, і незабаром протікання струму буде зупинено. Операторові навіть не доведеться втручатися в роботу захищається схеми: коли температура повернеться в норму, опір запобіжника зменшиться автоматично.

Зміна питомих електро-та теплопровідності зразків при збільшенні температури. Різні кольори відповідають різним об'ємним часткам графіту.

/ Science.compulenta.ru/upload/iblock/c58/Applicability.jpg "alt =" "width =" 315 "height =" 120 "/>

Результати вимірювань для суспензії графіту у воді (ліворуч) і вуглецевих нанотрубок в гексадекані. Об'ємні частки графіту і нанотрубок рівні 1%.

За матеріалами: Массачусетського технологічного інституту

Tweet

Заможні регіони: Для чого насправді Потрібні вибори?