Nanotechnologia

Graham Yelton i Sandia National opracowali technikę elektroformowania, która dostarczyła trzech kluczowych czynników polepszających wydajności termoelektryczną, a mianowicie: orientację, wielkość kryształu i jednorodność stopu. Po raz pierwszy naukowcy zdołali kontrolować orientację kryształu, wielkość kryształów i jednorodność stopu.

Lepsze geometrie nanodrutu mogą zmniejszyć przewodność cieplną i poprawić ZT.Im wyższa przewodność elektryczna i im niższe przewodnictwo cieplne, tym wyższa wartość ZT, owocują w bardziej efektywny materiał. Bardziej efektywny materiał mógłby mieć szerokie zastosowanie np. w motoryzacji poprzez generowanie energii z ciepła układu wydechowego. Zmniejszenie siły potrzebnej do uruchomienia systemu operacyjnego pojazdu może zmniejszyć ciężar akumulatora i alternatora,i prawdopodobnie może wyeliminować niektóre urządzenia generujące moc, zmiejszając tym samym wielkości i wagę pojazdu.

Zespół wykorzystał opłacalne metody galwanoplastyki w temperaturze pokojowej, które są powszechne znane w galwanizerni handlowej. Metoda galwanoplastyki pozwala na dopozyt materiału ze stałą prędkością, co z kolei pozwala na wzrost nanodrutów ze stałą szybkością. Tą metodą wyprodukowano druty o średnicy 70-75 nanometrów i długości wielu mikronów. Technika ta pozwala na kontrolę ważnych aspektów tworzenia nanodrutu. Zespół zauważa że równie istotna jest chemia materiału. Zdaniem zespołu Sandia, sole antymonu odgrywają ważną rolę w jakości kryształu i jego orientacji. Stopy bizmutowo-antymonowe mają jedne z najwyższych wydajności termoelektrycznych, ponieważ działają zarówno jako dyrygent energii elektrycznej i izolator przed ciepłem, wśród wielu materiałów do zastosowań w temperaturze zbliżonej do pokojowej.

„Chemia pozwoliła nam przejść od poli nano-struktury krystalicznej aż do monokryształów o wielkości 2-5 mikrometrów,” dając lepszą kontrolę jednolitości, powiedział Yelton.

źródło artykułu: www.phys.org

źródło grafiki: www.wikimedia.org