Forscher des Oak Ridge National Laboratory (ORNL) des Energieministeriums haben in Zusammenarbeit mit der Ohio State University und Amphenol Corporation einen überraschenden neuen Weg entdeckt, um die Wärmebewegung in festen Materialien zu kontrollieren – mit Strom wird die Wärmeleitung in eine bevorzugte Richtung um fast 300 % gesteigert.
Die am 11. Juli 2026 in PRX Energy veröffentlichten Ergebnisse stellen lang gehegte Annahmen über den Wärmetransport in Frage und könnten zu radikal effizienteren Kühlsystemen, Energiegeräten und elektronischen Technologien führen.
Wie es funktioniert
Die Studie ergab, dass ein elektrisches Feld, das auf eine spezielle Klasse von Keramiken (Relaxor-Ferroelektrika) angewendet wird, das Verhalten von Phononen verändert – den winzigen atomaren Schwingungen, die für den Wärmetransport verantwortlich sind. Wenn die Atome in die gleiche Richtung wie das elektrische Feld schwingen, bleiben diese Phononen viel länger bestehen.
Neutronenexperimente enthüllen den Mechanismus
Um genau zu verstehen, was im Material geschah, führte das Team Experimente an der Spallation Neutron Source des ORNL durch. Mit fortschrittlichen inelastischen Neutronenstreutechniken beobachteten die Forscher sowohl die Positionen der Atome als auch deren Bewegungen.
Warum es wichtig ist
Die Fähigkeit, Wärme effizient zu lenken, ist für viele fortschrittliche Technologien unerlässlich, darunter Festkörper-Kühlsysteme, thermoelektrische Geräte, Chip-basierte Elektronik und Kraft-Wärme-Kopplungssysteme.
