中評社北京1月20日電／據新華社報導，提高電子設備的性能、節能率等都離不開對物質導熱難易程度即熱傳導率的調節。日本研究人員最新發現，在金屬互化物晶體結構的隧道中，構成原子鏈的原子間的距離越近，化合物的熱傳導率越低，這有望成為研發高性能熱電材料的新指針。
日本京都大學日前發表新聞公報說，利用熱電材料將溫差產生的熱能直接轉換成電能的熱電發電目前備受關注。高性能熱電材料應具備溫差電動勢高、導電率高、熱傳導率低等特徵。不過，除了熱傳導率外，其他各項特徵是此消彼長的關係，某項指標改善了，另一些指標就會惡化。因此，高性能熱電材料需要熱傳導率低，同時其他各項特性要平衡到最合適的狀態。
公報說，該機構研究人員參與的團隊，以晶體結構的隧道空間內包鈉原子鏈的幾種錫基金屬互化物（包括鈉－鋁－錫系化合物、鈉－鎵－錫系化合物、鈉－銦－錫系化合物和鈉－鋅－錫系化合物）為對象，合成多晶樣品並評估樣品的各項熱電特性。他們發現，鈉－鎵－錫系化合物在接近室溫的環境下表現出能匹敵已進入實用階段的鉍－碲化合物的高熱電性能。
進一步分析各化合物的晶體結構，研究人員發現，隧道空間內構成原子鏈的鈉原子沿著隧道延伸的方向以異常大的振幅振動，鈉原子之間的距離越近，化合物的熱傳導率也就越低，流失的熱量越少，越有利於熱能更有效轉化為電能。
公報說，振動的原子互相接近能使熱傳導率下降，這一新機制的發現為今後研發高性能熱電材料開辟了新的道路。研究人員下一步計劃研發能在各領域作為能量轉換裝置使用的高性能熱電材料。相關研究成果已發表在德國《先進材料》雜誌上。 |
