Vật liệu nhiệt điện hoạt động theo nguyên tắc chuyển hóa sự khác biệt về nhiệt độ thành điện áp. Nếu hai phần của vật liệu có sự khác biệt đáng kể về nhiệt độ, các điện tử bên trong sẽ di chuyển từ phần ấm hơn tới phần lạnh hơn, tạo ra một dòng điện. Sử dụng những vật liệu này, có thể tạo ra điện từ sự khác biệt về nhiệt độ bên trong và bên ngoài của áo khoác, trong động cơ xe hơi hay thậm chí là sự khác biệt về nhiệt độ cơ thể người và bên ngoài môi trường. Nhóm các nhà nghiên cứu trên thế giới đã phát hiện ra một loại vật liệu giống như một chất lỏng nhưng lại có các đặc tính nhiệt điện đặc biệt ấn tượng.
Vật liệu này thực chất là một chất rắn, bao gồm đồng và selen. Selen có cấu trúc mạng tinh thể cứng nhắc, nơi các nguyên tử đồng có thể dễ dàng chảy qua. Điều này được mô tả tương tự như nguyên tắc của một miếng bọt biển ướt và các nguyên tử đồng đóng vai trò như nước ở trong đó.
Do hiệu ứng nhiệt điện đòi hỏi phải có một gradient nhiệt độ rộng nên các vật liệu dẫn nhiệt không thể đáp ứng được yêu cầu này. Vật liệu càng dễ dàng cho nhiệt phân tán thì càng sớm đạt đến một nhiệt độ đồng nhất. Tuy nhiên, các vật liệu loại này lại dẫn điện tốt vì các điện tử có thể dễ dàng di chuyển mà gặp phải ít kháng trở.
Vật liệu gồm đồng và selen đáp ứng cả hai tiêu chí trên. Các nguyên tử đồng tự do và di chuyển một cách lỏng lẻo giúp làm giảm tính dẫn nhiệt của vật liệu, đồng thời cấu trúc tinh thể của selen làm tăng tính dẫn điện.
Nghiên cứu về loại vật liệu này được đăng trên tạp chí Nature Material và do nhà khoa học thuộc Viện Ceramic Thượng Hải, thuộc Viện Khoa học Hàn Lâm Trung quốc, cùng các cộng sự tại Viện Công nghệ California, Phòng thí nghiệm Quốc gia Brookhaven và Đại học Michigan tiến hành.
Hoahocngaynay.com
Nguồn NASATI/Gizmag
