Destacando uma abordagem inovadora para pesquisa em materiais 2D
Processo de preparação de amostras BEXP. a) A amostra contendo o floco de interesse é colocada em um palco inclinado de baixo ângulo personalizado. b) A área da amostra exposta aos feixes de íons de argônio (Ar-ion) (isto é, não protegida pela máscara) é gravada. c) A amostra é então montada no estágio SThM para as medições de condutância térmica. d) Imagem óptica de um floco γ-InSe depositado em um substrato de Si antes do corte BEXP. e) Mesmo floco após o corte BEXP. Inserção) Zoom da área com vista para o corte em cunha e a superfície plana superior da amostra. Crédito:Interfaces de materiais avançados (2023). DOI:10.1002/admi.202370056 Uma nova pesquisa da Universidade de Lancaster apresenta uma “abordagem inovadora” para investigar a condutividade térmica de novos materiais bidimensionais. O trabalho abre caminho para a criação de coletores de calor residual eficientes que geram eletricidade barata, novos refrigeradores compactos e sensores e câmeras ópticos e de micro-ondas avançados.
A pesquisa, liderada pelo Professor de Nanociência Oleg Kolosov e Ph.D. o aluno Sergio Gonzalez-Munoz, mede diretamente a condutividade térmica de materiais bidimensionais (2DMs). É publicado em Interfaces de materiais avançados .
Os materiais bidimensionais são compostos de pilhas de folhas atômicas quase perfeitas e firmemente unidas, conectadas pelas forças de van der Waals mais fracas. Os exemplos típicos são o grafeno recentemente descoberto, o dissulfeto de molibdênio e a vasta gama de dichalcogenetos de metais de transição. Eles são conhecidos por suas propriedades eletrônicas e mecânicas recordes, bem como por sua capacidade única de manipular a condutância de calor.
Em particular, a condutividade térmica dos 2DMs é fundamental para o desenvolvimento de novas termoelétricas altamente eficientes, mas é praticamente impossível medir a condutividade térmica nas camadas finas em nanoescala dos 2DMs.
Os pesquisadores resolveram esse desafio desenvolvendo uma nova abordagem de microscopia térmica de varredura que lhes permite medir diretamente a condutividade térmica tanto para as direções no plano quanto para o plano cruzado de materiais bidimensionais. Ambos os planos são muito diferentes devido à estrutura atômica do material.
O professor Kolosov disse:"Este trabalho explica a origem do desempenho termoelétrico recorde de estruturas multicamadas de materiais bidimensionais que nós, pesquisadores, descrevemos em um artigo anterior. Nós possibilitamos tais medições e demonstramos isso com o exemplo do potencialmente altamente realizando seleneto de índio termoelétrico 2DM (InSe)."
Ele disse que a pesquisa teve implicações para o desenvolvimento tecnológico futuro.
Mais informações: Sergio Gonzalez-Munoz et al, Direct Measurements of Anisotropic Thermal Transport in γ-InSe Nanolayers via Cross‐Sectional Scanning Thermal Microscopy (Adv. Mater. Interfaces 17/2023), Advanced Materials Interfaces (2023). DOI:10.1002/admi.202370056 Fornecido pela Lancaster University
