Znajdź zawartość

Próżnia jest powszechnie uznawana za najdoskonalszy izolator. brak atomów powoduje, że ciepło jest bardzo słabo przewodzone. Jednak najnowsze badania pozwoliły naukowcom wpaść na trop materiału, który jeszcze słabiej przewodzi ciepło. Chodzi tutaj o warstwy fotonicznych kryształów przedzielonych próżnią. Ciepło może być transferowane pomiędzy materiałai poprzez konwekcję, przewodnictwo i radiację. Dwie pierwsze metody wymagają istnienia materialnego medium, zatem nie działają w próżni. jednak radiacja w postaci światła podczerwonego przemieszcza się w próżni, powodując np. powolne stygnięcie płynu w termosie. Naukowcy z Uniwersytetu Stanforda pracujący pod kierunkiem Shanhuia Fana już w ubiegłym roku zaczęli zastanawiać się, czy istnieje lepszy izolator od próżni. Z ich teoretycznych wyliczeń wynikało, że mogą to być kryształy fotoniczne. Powstają one w naturze (np. opal), można je również wytworzyć w laboratorium. Ich szczególną cechą jest struktura o okresowo rozłożonym współczynniku załamania. Mamy w niej do czynienia z fotoniczną przerwą energetyczną, a więc nie przechodzi przezeń konkretna długość fali świetlnej. Uczeni odkryli, że struktura o grubości 100 mikrometrów, zbudowana z 10 warstw kryształów o grubości 1 mikrometra każda, pomiędzy którymi znajdują się 10-mikrometrowe obszary próżni, powoduje, że przewodnictwo cieplne jest o 50% mniejsze niż w przypadku zastosowania samej próżni. Dalsze badania dowiodły, że nie zależy ono od grubości warstw kryształów, ale od współczynnika załamania światła. Odkrycie to może mieć liczne zastosowania. Na przykład tam, gdzie energia słońca jest wykorzystywana do podgrzewania, przyda się materiał, który będzie przepuszczał światło widzialne, ale zatrzyma ciepło.