英国利物浦大学的科学家在世界顶级学术期刊《科学》上发表了他们最新的研究成果——他们发明了一种超级绝热材料，这种材料的热导率极低，是目前世界上导热性最差的固体材料。
超级绝热材料有什么用？
很多工业上的生产需要在高温下进行，例如炼钢、石油精炼等。对于这些工业活动动辄需要将温度提升至几百摄氏度甚至上千度摄氏度，每年消耗了全球最主要的能源，而且还排放出了大量的温室气体——二氧化碳。比较反直觉的是，在这些工业活动中，将温度加热至上千度并不需要消耗太多能量，真正耗能的维持温度不变，因为高温物体会随时向外耗散热量。绝热材料的导热性很差，非常适合用作保温层。用超级绝热材料作为保温层，有希望能够极大地降低热量耗散，节省能源，同时减少碳排放。
超级绝热材料由什么构成？
这次利物浦大学的科学家发明的超级绝热材料是由氯氧化铋（BiOCl）和硒氧化铋（Bi2O2Se）构成。氯氧化铋在化妆品中经常被使用，是一种收敛剂。而硒氧化铋这是一种良好的半导体材料。氯氧化铋和硒氧化铋都是一种二维的结构，它们就像纸一样的薄片。这两种薄片叠在一起后，由于原子振动方向不同，热量就很难通过振动的方式传导。这样的材料绝热性有多好呢？一般来说，气体的绝热性好于液体，液体的绝热性好于固体。这种材料虽然是固体，但热导率只有0.1 W K−1 m−1，绝热性和空气差不多，比液态水要好10倍，比固体的钢铁要好100倍。
这项成果离实际应用还有多远？
这项成果为绝热材料的设计提供了新的思路，但是它直接运用到工业上还有很远的路要走。首先是二维材料很难大规模工业化生产，目前工业化比较好的二维材料石墨烯无论是成本还是质量都还不尽人意。其次，这种材料目前还只能做成很薄的薄膜，做成很厚的材料后，其绝热性能是否能维持还有待观察。
我是博士科研小糖糖，定期分享科技相关的时事解读、科普知识、科学趣事，欢迎关注，带你一起长知识！