Недавно разработанный непористый тонкоплёночный материал сочетает исключительную жёсткость и крайне низкую теплопроводность, решая давнюю проблему: жёсткие материалы обычно хорошо проводят тепло. Плёнка имеет теплопроводность примерно 0,04 Вт на метр-кельвин при комнатной температуре. Это делает её в пять раз лучшим теплоизолятором, чем стандартный силикон, но при этом в 10 000 раз жёстче. Материал, созданный на молекулярном уровне, остаётся твёрдым как камень и в пять раз эффективнее останавливает теплопередачу, чем мягкий силикон.
Команда работала с двумерными гибридными органо-неорганическими перовскитами, выстраивая чередующиеся органические и неорганические слои в точные кристаллические структуры. Замена стандартных углеродных цепочек на специально подобранные бензольные кольца позволила материалу улавливать тепловые колебания без ущерба для структуры. Тестирование йодированного свинца с этиламмонием и азобензолом в виде тонкой плёнки показало низкую теплопроводность при комнатной температуре.
Возможности применения огромны: микрочипы снижают производительность из-за перегрева, космические аппараты сжигают топливо, неся тяжёлые керамические экраны, электроника следующего поколения выходит из строя из-за температурных ограничений. Печатаемое масштабируемое покрытие, обеспечивающее почти теоретические пределы изоляции, может изменить ситуацию.
Процесс изготовления легко масштабируется: плёнку можно печатать на больших площадях или наносить как защитное промышленное покрытие. Помимо самого материала, демонстрируется, что молекулярная инженерия позволяет создавать многослойные структуры, сочетающие свойства, которые раньше было невозможно совместить, — невероятную прочность и экстремальную теплоизоляцию.
Ученые успешно протестировали тепловой «плащ-невидимку».
