研究人员创造出具有独特的刚度和隔热组合的材料

研究人员已经证明了设计既坚硬又能隔热的材料的能力。这种性能组合极不寻常，有望用于一系列应用，例如开发用于电子设备的新型隔热涂层

“具有高弹性模量的材料往往也具有高导热性，反之亦然，”一篇关于这项工作的论文的共同通讯作者、北卡罗来纳州立大学机械和航空航天工程副教授刘军说

“换句话说，如果一种材料很硬，它就能很好地传导热量。如果一个材料不硬，那么它通常能很好地隔热。

”但也有一些情况下，你想要的材料是硬的，但也是好的绝缘体，”刘说。“例如，你可能想制作隔热涂层来保护电子设备免受高温的影响。”。从历史上看，这是一个挑战

“我们现在发现了一系列既坚硬又优秀的隔热材料。此外，我们可以根据需要对材料进行设计，以控制它们的硬度和导热性。”

具体而言，研究人员正在研究一类称为二维有机-无机杂化钙钛矿（2D HOIP）的材料的子集。这篇题为“二维混合金属卤化物钙钛矿的热导率和弹性模量之间的异常相关性”的论文发表在《ACS Nano》杂志上

“这些薄膜由高度有序的晶体结构中交替的有机层和无机层组成，”这篇论文的共同通讯作者、北卡罗来纳大学教堂山分校化学和应用物理科学教授魏友说。“我们可以调整无机层或有机层的组成。”

“我们发现，我们可以通过用苯环取代有机层中的一些碳-碳链来控制一些2D HOIP的弹性模量和热导率，”这篇论文的共同通讯作者、德克萨斯A&；M大学。刘说：“基本上，在这一特定的层状材料中，我们添加的苯环越多，材料就越硬，隔热能力就越好。”

在实验中，研究人员发现至少有三种不同的2D HOIP材料，它们越硬，导热性就越差

研究人员还发现了2D HOIP材料的另一个有趣现象。具体而言，他们发现通过将手性引入有机层中&mdash；即使这些层中的碳链不对称&mdash；即使在有机层的组成发生实质性变化时，它们也可以有效地保持相同的刚度和热导率

刘说：“这提出了一些有趣的问题，即我们是否能够优化这些材料的其他特性，而不必担心这些变化会如何影响材料的刚度或热导率。”