我们都知道世界迫切需要向可再生能源过渡——但我们中的许多人都忘记了我们还需要使我们的能源系统本身更加高效。

目前，我们在世界上产生的所有能量的 70% 估计是热量损失的形式——通常是电厂本身。这是一个重要的问题，至少可以通过改进热电材料来部分解决，热电材料可以减少热损失并捕获浪费的热能。

现在，由英国利物浦大学领导的研究人员朝着这一目标迈出了重要一步，发现了一种新的导热率最低的无机材料。

其实在常温下，材料的导热系数几乎和空气一样。

新闻稿解释说这种新材料叫做 Bi4O4SeCl2（我们知道它不是非常有吸引力），它的发明是“在原子尺度上控制热流的突破”。

利物浦大学化学家兼团队负责人马特·罗森斯基说：“我们发现的材料在所有无机固体中导热系数最低，其导热系数几乎与空气相同。 .一样糟糕。”

“这一发现的意义非常重要，无论是对于基础科学的理解，对于收集废热的热电设备的实际应用，还是作为一种用于更高效燃气轮机的热障涂层。 ”

如果把钢的导热系数看成1，那么水和建筑砖的导热系数都是0.01。空气大约是0.0005，而新材料只有0.001。

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特别令人兴奋的是，这种材料是通过巧妙的原子层排列创建的 是的，团队表示他们可以使用相同的技术添加附加功能。

在未来，这可能意味着材料不仅具有令人难以置信的耐热性，而且还具有电超导体——这两个特性对能源网格极为有利

物理学家乔恩·阿拉里亚解释说：“除了热传导，这种策略还可以应用于其他重要的基本物理性质，例如磁性和超导性。从而减少能量计算和更高效的电力传输。” "

无机材料是指不含任何碳的材料，这种材料由BiOCl和Bi2O2Se组成。顾名思义，它是铋、氧、硒和氯的化合物。

为了创造新的导电材料，该团队发现这些材料中原子的两种不同排列导致导热性较差。

然后他们研究了每种排列方式的减热机理，并找到了一种将两者结合起来的方法，这样他们就可以将减热效果结合起来，而不是简单地将差异平均化。

在下图中，您可以看到两种不同原子排列的视觉表示，以黄色和蓝色表示，它们结合起来最有效地减缓了热量在材料中的移动。

因此，Bi4O4SeCl2 的热导率比两种原子排列中的任何一种都差很多，室温导热系数只有0.1 WK^-1 m^-1。

需要说明的是，本次研究只关注新材料的导热性，没有其他影响，如导电性或磁性。因此，尚不清楚这种材料是否可以用于实际应用，例如计算或电网。

但现在我们知道如何以这种复杂的方式对原子进行分层，它提供了一种新方法来开辟具有这些导热特性的新材料并将它们与其他所需特性结合起来，以提高热电性能或开发超导。

研究人员写道：“这种多属性优化的潜力表明，是一个兼容的关键，组合模块单元之间如何协同产生化学物质和控制功能。”

该研究已发表在《科学》杂志上。

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