Nanotutkijat löysivät optimaalisen reikärakenteen, joka estää lämmön johtumista
Lämmön kontrollointiin liittyvät sovellukset ovat tärkeässä osassa esimerkiksi lämmön konvertoinnissa suoraan sähköksi sekä jäähdyttimien ja herkkien säteilyilmaisimien kehitystyössä.
Tutkimuksessa reikärakenteena käytettiin alle mikrometrin paksuisiin eristelevyihin (piinitridi) valmistettuja kahdessa suunnassa jaksollisia reikähiloja. Samanlainen rakenne voitaisiin periaatteessa valmistaa mihin tahansa muuhunkin materiaaliin.
Tutkimuksessa havaittiin, että on olemassa optimaalinen jaksollinen rakenne, joka minimoi lämmönjohtavuuden ennätysmatalalle tasolle. Siinä reiät ovat noin 10 mikrometrin etäisyydellä toisistaan.
Työssä havaittiin myös, että jos reikien sisäpinnat saataisiin valmistettua atomaarisen tason sileydellä, voitaisiin lämmön siirtymistä estää vielä voimakkaammin entistä isommilla rakenteilla.
”Löydettyjä tuloksia tullaan jatkossa hyödyntämään NASAn kanssa käynnistyneessä yhteistyöprojektissa, jossa samanlaisia rakenteita lisätään avaruustutkimuksessa käytettäviin herkkiin infrapunailmaisimiin”, sanoo professori Ilari Maasilta.
Tutkimusta rahoitti Suomen Akatemia.
Artikkeli: ”Minimizing Coherent Thermal Conductance by Controlling the Periodicity of Two-Dimensional Phononic Crystals” (Yaolan Tian, Tuomas A. Puurtinen, Zhuoran Geng, and Ilari J. Maasilta), Phys. Rev. Applied 12, 014008 (2019)
Linkki julkaisuun: https://journals.aps.org/prapplied/abstract/10.1103/PhysRevApplied.12.014008
Linkki Jyväskylän yliopiston lämpöilmiöiden nanofysiikan tutkimuksen sivuille: https://www.jyu.fi/science/fi/fysiikka/tutkimus/materiaalifysiikka/lampoilmioiden-nanofysiikka
Lisätietoja:
Professori Ilari Maasilta, ilari.j.maasilta@jyu.fi, +358408054098
Tiedottaja Tanja Heikkinen, tanja.s.heikkinen@jyu.fi, p. 050 5818351
Facebook: jyuscience Twitter: jyscience
Avainsanat
Kuvat
Tietoja julkaisijasta
Jyväskylän keskustassa sijaitsevan yliopiston kauniilla puistokampuksella sykkii monitieteinen ja moderni tiedeyliopisto – ihmisläheinen ja dynaaminen yhteisö, jonka 2500 asiantuntijaa ja 15 000 opiskelijaa etsivät ja löytävät vastauksia huomisen kysymyksiin. Jyväskylän yliopisto on ollut tulevaisuuden palveluksessa jo vuodesta 1863, jolloin suomenkielinen opettajankoulutus sai alkunsa täältä. Voimanlähteenämme on moniarvoinen vuoropuhelu tutkimuksen, koulutuksen ja yhteiskunnan välillä. Vaalimme tutkimuksen ja koulutuksen tasapainoa sekä ajattelun avoimuutta – sytytämme taidon, tiedon ja intohimon elää viisaasti ihmiskunnan parhaaksi. www.jyu.fi
Tilaa tiedotteet sähköpostiisi
Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.
Lue lisää julkaisijalta Jyväskylän yliopisto
Jari Kaukua ja Otso Ovaskainen valittiin akatemiaprofessoreiksi30.10.2025 14:30:00 EET | Tiedote
Kaksi Jyväskylän yliopiston tutkijaa sai arvostetun akatemiaprofessorin rahoituksen kaudelle 1.1.2026-31.12.2031. Akatemiaprofessuurin saivat filosofian professori Jari Kaukua sekä matemaattisen ja tilastollisen ekologian professori Otso Ovaskainen.
Jyväskylän yliopiston IT-tiedekunnan uusi kyberturvallisuuden professori Markus Miettinen kertoo tekoälyn tuovan mukanaan uudenlaisia tietoturvauhkia30.10.2025 09:01:14 EET | Tiedote
Lokakuussa Jyväskylän yliopistossa kyberturvallisuuden professorina aloittanut Markus Miettinen keskittyy erityisesti teknisen kyberturvallisuuden opetukseen ja tutkimukseen. Miettinen painottaa tietoturvan kokonaisvaltaista ymmärtämistä ja kehottaa meitä huolehtimaan henkilökohtaisessa tietoturvassa perusasioista.
Kun lapsi itkee yöllä, kuka nousee? Tutkimus tarkastelee isien roolia vanhemmuuden yövuorossa30.10.2025 07:02:00 EET | Tiedote
Riittävä ja yhtenäinen yöuni on keskeinen tekijä ihmisen hyvinvoinnille, mutta harvinaista herkkua useille pienten lasten vanhemmille. Kuka saa nukkua, kun lapsi itkee yöllä? Tuore tutkimus tuo tietoa sitä, miltä vanhemmuuden roolijako näyttää, kun katse kääntyy myöhäisiin iltoihin, öihin ja varhaisiin aamuihin.
Jyväskylän yliopiston dekaanit kaudelle 2026–2029 valittu29.10.2025 14:01:29 EET | Tiedote
Jyväskylän yliopiston rehtori Jari Ojala on nimennyt tiedekuntaneuvostoja kuultuaan Jyväskylän yliopiston tiedekuntien dekaanit toimikaudeksi 1.1.2026–31.12.2029. Valituista dekaaneista kaksi jatkaa nykyisessä tehtävässään ja neljä on uusia.
Nanomittakaavan lämpösähköiset ilmiöt tuovat uutta näkökulmaa energianhallintaan29.10.2025 07:00:00 EET | Tiedote
Uusi kvanttikuljetusteoria paljastaa, miten femtosekuntien aikaskaalan lämpösähköiset vaihtelut vaikuttavat energian hallintaan nanomittakaavassa. Jyväskylän yliopisto on ollut mukana kehittämässä uutta teoreettista lähestymistapaa, joka mahdollistaa yksittäisten molekyylien muodostamien nanoliitosten lämpötilaerojen ja sähkövirtojen tarkan simuloinnin. Tutkimus avaa uusia näkymiä esimerkiksi kvanttitietokoneiden komponenttien kehittämiseen.
Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.
Tutustu uutishuoneeseemme