Κοινή ερευνητική ομάδα από το Εθνικό Ινστιτούτο Επιστήμης Υλικών της Ιαπωνίας και το Πανεπιστήμιο του Τόκιο ανέπτυξε ένα νέο σύνθετο υλικό που ενσωματώνει τρισδιάστατες νανοδιεπαφές σε όλη του τη μάζα.
Η τεχνική αυτή επιτυγχάνεται με την επικάλυψη κόκκων μαγνητικού μονωτή με μέταλλο και τη σύντηξή τους υπό υψηλή πίεση, επιτρέποντας την παρατήρηση του φαινομένου Seebeck με σπιν σε μακροσκοπική κλίμακα.
Μέχρι σήμερα, το συγκεκριμένο φαινόμενο παρατηρούνταν αποκλειστικά σε λεπτές νανοταινίες. Όπως επισημαίνουν οι ερευνητές, «η νέα προσέγγιση επιτρέπει την επέκταση ενός νανοσκοπικού φαινομένου σε ογκώδη υλικά για αποτελεσματική αξιοποίηση της απορριπτόμενης θερμότητας».
Κανάλια πλατίνας – Η δομή και η λειτουργία
Η διαδικασία βασίζεται στην επικάλυψη σκόνης γρανάτη υττρίου-σιδήρου με πλατίνα, δημιουργώντας ένα πυκνό δίκτυο μεταλλικών καναλιών στο εσωτερικό του υλικού. Σε αντίθεση με τις συμβατικές πολυστρωματικές διατάξεις που περιορίζουν την ισχύ, η τρισδιάστατη κατανομή διευκολύνει την κλιμάκωση κατά το πάχος.
Αυτή η διακλάδωση επιτρέπει την αποτελεσματική μετατροπή της θερμικής ενέργειας σε ηλεκτρική, αξιοποιώντας την άφθονη αχρησιμοποίητη θερμότητα του περιβάλλοντος.
Οι μελλοντικές προοπτικές
Η μελέτη, η οποία δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό Nature Communications, ανοίγει τον δρόμο για την ανάπτυξη προηγμένων συσκευών διαχείρισης θερμότητας. Με τη συνεχή βελτιστοποίηση της δομής και του σχεδιασμού των τρισδιάστατων διεπαφών, η απόδοση της ενεργειακής μετατροπής αναμένεται να αυξηθεί σημαντικά, συμβάλλοντας καθοριστικά στη βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης και στην επίτευξη της ουδετερότητας άνθρακα.
