Bilim insanları, Dünya'ya düşen ve ısının uzayda nasıl hareket ettiğine dair sırrı ortaya çıkaran gizemli madde karşısında şaşkınlığa uğradı.

DNVN - Bu malzeme ne tamamen kristal ne de tamamen camdır, ancak hibrit bir formda bulunur ve ısıyı benzeri görülmemiş bir şekilde iletir: Sıcaklık arttıkça veya azaldıkça aynı halini korur.

Modern teknolojide ısı iletiminin önemi

Malzeme biliminde , ısıyı zıt yollarla işleyen kristaller ve camlar birçok çağdaş teknolojinin temelini oluşturur. Elektronik aksamların küçültülmesinden, atık ısının enerjiye dönüştürülme verimliliğinin artırılmasına ve havacılık ısı kalkanlarının ömrünün uzatılmasına kadar her şey, atom diziliminin ısı transferini nasıl etkilediğinin anlaşılmasına bağlıdır.

Columbia Üniversitesi Mühendislik Bölümü'nde yardımcı doçent olan Michele Simoncelli'ye göre, araştırma ekibi soruna kuantum mekaniğinden yaklaştı ve altta yatan denklemleri doğru bir şekilde çözmek için yapay zekayı kullandı.

Meteorlardan ve Mars'tan yapılan keşifler

11 Temmuz'da Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri'nde (PNAS) yayınlanan bir makalede, Simoncelli ve meslektaşları Nicola Marzari (Lozan EPFL) ve Francesco Mauri (Roma Sapienza Üniversitesi), kristal ve cam arasında bir hibrit malzemenin varlığını öngördüler. Bu öngörü daha sonra Sorbonne Üniversitesi'nden (Fransa) bir ekip tarafından doğrulandı.

Bir malzemenin atomik yapısındaki artan düzensizlik, termal yönetim teknolojileri için önemli bir özellik olan makroskobik termal iletkenliğini etkiler. İncelenen malzemeler arasında kristalin meteorit tridimit (solda), kristalin bağ düzenine ve amorf bağ geometrisine sahip bir tridimit fazı (ortada) ve tamamen amorf bir silika camı (sağda) bulunmaktadır. Kırmızı oksijeni (O), mavi silisyumu (Si) temsil eder ve yaygın SiO4 tetrahedral dizilimleri maviyle vurgulanmıştır. Kaynak: Simoncelli Lab.

Özel olan, bu eşsiz malzemenin göktaşlarında ve hatta Mars'ta bulunmuş olmasıdır. Sıra dışı ısı transfer mekanizması, aşırı sıcaklık farklılıklarına dayanabilen ve gezegenlerin termal geçmişi hakkında önemli ipuçları sağlayan malzemelerin tasarımında yeni ufuklar açmayı vaat ediyor.

Meteor silikası ve nadir termal sabit

Ekip, 2019 tarihli tahminlere dayanarak, hibrit malzemenin ilk olarak 1960'larda tanımlanan "tridimit" adı verilen özel bir silisyum dioksit türü olduğunu belirledi. Numune, 1724 yılında Almanya'nın Steinbach kentine düşen bir göktaşından elde edildi ve Paris Doğa Tarihi Müzesi'nin izniyle incelendi.

Sonuçlar, meteorit tridimitinin düzenli bir kristal ile amorf bir cam arasında yer alan bir atomik yapıya sahip olduğunu gösterdi. Şaşırtıcı bir şekilde, termal iletkenliği 80 K ile 380 K arasında sabit kalıyor; bu da malzeme dünyasında nadir görülen bir durum.

Çelik endüstrisindeki potansiyel uygulamalar

Keşif, bilimsel değerinin yanı sıra pratik olasılıklar da sunuyor. Araştırma ekibi, çelik üretim fırınlarındaki refrakter tuğlalarda onlarca yıl süren termal yaşlandırma süreci sırasında tridimit oluşabileceğini öngörüyor. Üretilen 1 kg çeliğin 1,3 kg CO₂ emisyonuna neden olduğu ve her yıl yaklaşık 1 milyar ton çeliğin Amerika Birleşik Devletleri'ndeki karbon emisyonlarının yaklaşık %7'sini oluşturduğu göz önüne alındığında, bu yeni malzeme daha iyi ısı kontrolüne katkıda bulunarak çelik endüstrisindeki emisyonları azaltabilir.

Yapay zeka, kuantum mekaniği ve ısı kontrolünün geleceği

Simoncelli, ekibinin geleneksel yöntemlerin hesaplama sınırlamalarını aşmak için makine öğrenimini kullandığını ve ısı transferini kuantum hassasiyetinde simüle ettiğini söyledi. Bu mekanizmalar, hibrit malzemelerdeki ısı transferinin gizemine ışık tutmanın yanı sıra, giyilebilir termoelektrik cihazlar, nöromorfik hesaplama ve spintronik gibi yeni teknolojilerin de önünü açıyor.

Simoncelli, "Bu sadece bir başlangıç. Bu malzeme, mevcut teoriye meydan okumakla kalmıyor, aynı zamanda birçok endüstri için ısı kontrolünün geleceğine de ışık tutuyor," diye vurguladı.

La Khe (SciTechDaily'ye göre)

Source: https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/gioi-khoa-hoc-sung-sot-truoc-loai-vat-chat-ky-bi-roi-xuong-trai-dat-he-lo-bi-mat-ve-cach-nhet-di-chuyen-trong-vu-tru/20250816083300815