روش جدید کنترل رسانایی مواد

یکی از کاربردهای بالقوه سیستم جدید، حفاظت از مدارهای الکترونیکی به عنوان فیوز است. در این کاربرد مواد تحت شرایط و دمای نرمال با مقاومت اندکی، الکتریسیته را از خود عبور می‌دهند اما به محض بالا رفتن دمای مدار، مقاومت این مواد بالا رفته تا این که در یک دمای آستانه ضرورتا عبور جریان را متوقف ‌کرده و مانند یک فیوز پریده عمل می‌کند. به محض خنک‌شدن مدار و پایین آمدن دما این فیوز بدون نیاز به راه‌اندازی مجدد با کاهش مقاومت خود باعث می‌شود مدار به شکل اتوماتیک فعالیت‌های خود را از سر گیرد.

یک کاربرد بالقوه دیگر این سیستم جمع‌آوری گرماست؛ درست مانند سیستم‌های جمع‌کننده گرمای خورشید. سپس از این گرما برای گرم کردن آب، خانه‌ها یا تولید الکتریسیته استفاده می‌شود.

ارتقای هدایت گرمایی این سیستم در نیمه‌هادی‌ها به انتقال گرما کمک می‌کند. برای تولید نمونه اولیه، محققان پولک‌های کوچک یک ماده را در مایعی مانند آب معلق کردند که به محض سفت شدن، کریستال‌هایی ایجاد می‌کرد. در آزمایش اول پولک‌های گرافیت را در محلول هگزا دکان شناور کردند. مایع استفاده شده نقطه ذوبی نزدیک به دمای اتاق داشت، اما این سیستم باید شرایط کار در دمای بالا را هم می‌داشت. فرآیند کار به این شکل بود که هنگام یخ‌زدن مایع فشار ایجاد شده باعث نزدیک‌تر شدن پولک‌ها به یکدیگر و افزایش رسانایی گرمایی و الکتریکی می‌شد و هنگام ذوب شدن مایع این فاصله کاهش یافته و رسانای گرمایی و الکتریکی کمتر می‌شد.

با انتخاب مایع‌های مختلف و مواد متفاوت شناور در این مایع، دمای بحرانی که در آن تغییر صورت می‌گرفت را می‌توان به طور دلخواه تنظیم کرد. استفاده از تبدیل فاز برای کنترل رسانایی نانوکامپوزیت‌ها یک ایده زیرکانه است.

تا آنجا که محققان می‌دانند این اولین روش ابداعی در زمینه استفاده از چنین سوئیچ‌های برگشت‌پذیر است.

Physorg / مترجم: آتنا حسن‌آبادی