Các nhà khoa học Mỹ thử nghiệm phương pháp trường điện để cải thiện dòng nhiệt trong vật liệu

Các nhà khoa học tại Phòng Thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge (ORNL), phối hợp với Đại học Bang Ohio và Tập đoàn Amphenol, đã phát triển một phương pháp trường điện mới để tăng đáng kể sự truyền nhiệt trong các vật liệu rắn. Bằng cách áp dụng trường điện lên một loại gốm ferroelectric dựa trên relaxor đặc biệt, họ đã có thể thay đổi hành vi của phonon — các dao động nguyên tử chịu trách nhiệm dẫn nhiệt — dẫn đến nhiệt truyền đi gần như gấp ba lần hiệu quả hơn theo hướng của trường điện. Sự cải thiện này là do phonon di chuyển xa hơn và tồn tại lâu hơn khi được căn chỉnh với trường điện, giảm thiểu sự tán xạ và cho phép năng lượng truyền qua mạng tinh thể của vật liệu một cách mượt mà hơn. Đột phá này, được công bố trên tạp chí PRX Energy, đánh dấu một bước tiến đáng kể so với các nỗ lực trước đây chỉ đạt được mức tăng 5–10 phần trăm về độ dẫn nhiệt. Sử dụng kỹ thuật tán xạ neutron tại Nguồn Neutron Spallation của ORNL, các nhà nghiên cứu đã quan sát trực tiếp sự thay đổi trong các dao động nguyên tử và liên kết chúng với tuổi thọ phonon được cải thiện. Khả năng kiểm soát dòng nhiệt bằng trường điện mở ra những khả năng mới trong việc quản lý nhiệt.