--"นักวิจัยสร้างวัสดุใหม่ ที่สามารถเป็นได้ทั้งฉนวนความร้อนและตัวนำความร้อนในเวลาเดียวกัน"--
อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เราใช้ในชีวิตประจำวันอย่าง Smartphone เราสามารถที่จะสังเกตได้ว่า เมื่อเราใช้งานนานๆ ตัวเครื่องจะมีความร้อนเพิ่มขึ้น เนื่องจากมีการเคลื่อนที่ของกระแสไฟภายในระบบ โดยพลังงงานที่ใช้ในการเคลื่อนที่นั้น จะสูญเสียออกมาในรูปของพลังงานความร้อน
แน่นอนว่าวัสดุุในการนำความร้อนที่หลายคนคงพอจะนึกออกก็ต้องเป็นวัสดุที่อยู่กลุ่มโลหะนั่นแหละ แต่ก็ไม่ใช่ทั้งหมดเสมอไป เพราะรู้หรือไม่ว่า เพชรเป็นวัสดุที่นำความร้อนได้ดีที่สุด ซึ่งเพชรมีองค์ประกอบทั้งหมดเป็นอะตอมคาร์บอนแถมยังอยู่ในกลุ่มอโลหะด้วย
พอพูดถึงการนำความร้อนได้ดีก็ต้องพูดถึงวัสดุที่มีคุณสมบัติตรงกันข้ามกับวัสดุนำความร้อนนั่นก็คือ "ฉนวนกันความร้อน" ซึ่งไม่ใช่แค่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เท่านั้น รวมไปถึงตัวเราด้วยที่ต้องการหลีกหนีจากความร้อนเหล่านั้น แน่นอนว่าสิ่งนี้กับมีความสำคัญอย่างมากกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ต้องใช้ในการประมวลผลข้อมูลในปริมาณมหาศาล เพราะว่าการเกิดความร้อนสูงจะทำให้อุปกรณ์ทำงานผิดพลาด (Error) หรือ เสียหายได้
แล้วจะมีอุปกรณ์ไหนไหมที่สามารถนำความร้อนได้ดีแถมยังสามารถทำตัวเป็นฉนวนได้ด้วย คำตอบคือ มี เรื่องนี้เกิดขึ้นจากนักวิทยาศาสตร์ที่ Max Planck Institute for Polymer Research (MPI-P) ในเมื่องไมนทซ์ (Mainz) และ University of Bayreuth ในเมืองไบร็อยท์ (Bayreuth) ประเทศเยอรมันนี ได้พัฒนาวัสดุที่สามารถนำความร้อนได้ดีและในเวลาเดียวกันกับสามารถทำหน้าที่เป็นฉนวนได้ดีด้วยเช่นกัน วัสดุนี้จะเป็นยังไงนั้น Ant จะเล่าให้ฟัง
พฤติกรรมคล้ายกันนี้ เราเคยเห็นมาแล้ว แต่เป็นพฤติกรรมที่เกี่ยวข้องกับการนำไฟฟ้าและไม่นำไฟฟ้าของสารกึ่งตัวนำ อย่างไดโอด ทรานซิสเตอร์ เป็นต้น แต่สำหรับวัสดุชนิดใหม่ที่ถูกพัฒนาขึ้นมาให้สามารถนำความร้อนได้ดีและเป็นฉนวนได้ด้วยในเวลาเดียวกัน
ซึ่งนักวิทยาศาสตร์จาก MPI-P และ นักวิจัยจาก University of Bayreuth ได้อาศัยหลักการที่มีชื่อว่า double glazing (principle of double glazing) โดยหลักการ double glazing นี้ เป็นเทคนิคที่ถูกใช้ในการออกแบบกระจกหน้าต่างให้สามารถลดเสียงรบกวนและประหยัดพลังงานภายในบ้าน โดยหน้าต่างจะถูกออกแบบให้มีกระจก 2 แผ่นแยกออกจากกันและคั่นกลางด้วยสูญญากาศหรือแก๊สทำให้มีประสิทธิภาพในการทำหน้าที่เป็นฉนวนกันทั้งความร้อนและเสียงรบนั่นเอง
จากความรู้ของหลักการดังกล่าว ทำให้นักวิทยาศาสตร์จาก MPI-P พัฒนาวัสดุขึ้นมาใหม่ โดยใช้แผ่น wafer-thin glass ซึ่งเป็นวัสดุนำความร้อนที่ออกแบบมาเป็นพิเศษ เป็นวัสดุที่สามารถนำความร้อนขึ้นกับทิศทาง หมายความว่าความร้อนจะถูกถ่ายโอนในทิิศทางเดียว โดยคุณสมบัติดังกล่าวนี้ถูกเรียกว่า Anisotropy นอกจากนี้วัสดุดังกล่าวยังต้องมีความโปร่งใสด้วย
ซึ่ง wafer-thin glass จะถูกนำมาคั่นระหว่างโพลิเมอร์ โดยแน่นอนว่าโพลิเมอร์มีคุณบัติที่ดีในการเป็นฉนวนกันความร้อนและมีวางจำหน่ายทั่วไปตามท้องตลาดอย่างเช่น Polyethylene Foam, Fiberglass เป็นต้น ทำให้ความร้อนไหลในทิศทางเดียวและทิศทางที่ตั้งฉากกับทิศการไหลของความร้อนก็จะถูกบล็อกไว้นั่นเอง
นี่คือที่มาของวัสดุที่มีความสามารถในการเป็นทั้งตัวนำความร้อนที่ดีและฉนวนที่ดี ในอนาคตวัสดุดังกล่าวอาจจะถูกใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อย่าง computer processors ในการนำความร้อนที่ดีก็เป็นได้
ขอบคุณทุกท่านที่เข้ามารับชม ติดตามเรื่องราวดี ๆ ด้าน #วิทยาศาสตร์ #เทคโนโลยี และ #นวัตกรรม ได้ที่ #antnumber9 #มดหมายเลข9
#วัสดุใหม่ #newmaterial #เป็นได้ทั้งฉนวนความร้อนและตัวนำความร้อนในเวลาเดียวกัน #ตัวนำที่ดี #ฉนวนที่ดี
#่wafer_thin_glass #polymer
ข้อมูลอ้างอิง
- 2
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
