據(jù)美國《大眾科學(xué)》網(wǎng)站7月23日報道，英國利物浦大學(xué)的研究人員發(fā)明了一種材料。研究人員說，這種材料的熱導(dǎo)率幾乎是有史以來人類掌握的所有固體材料中最低的。這個研究方向聽起來似乎有點奇怪，但其實不然——熱導(dǎo)率極低的材料是一種超級絕緣體，像這樣的材料可以在全球?qū)崿F(xiàn)溫室氣體凈零排放方面發(fā)揮重要作用。研究人員周四在《科學(xué)》周刊網(wǎng)站上發(fā)表了他們的研究成果。

研究報告作者之一、英國利物浦大學(xué)的化學(xué)家馬特·羅森斯基在一份聲明中說：“我們發(fā)現(xiàn)的這種材料在所有無機固體中具有最低的熱導(dǎo)率，其熱傳導(dǎo)性幾乎和空氣一樣差�！�

熱導(dǎo)率與原子結(jié)構(gòu)有關(guān)。盡管氣體本身可能比液體或固體更熱，但它們的導(dǎo)熱性更差，因為其原子排列得沒那么緊密。原子振動的方式越多，它們傳遞熱量的方式就越多。這些振動模式被稱為聲子；一種材料的聲子越多，其導(dǎo)熱性能就越好。

因此，要制造導(dǎo)熱性能較差、絕緣性能更好的材料，關(guān)鍵之一是改變一種材料的原子結(jié)構(gòu)。這樣你就能改變聲子對這種材料的影響。

利物浦大學(xué)的研究人員把目光投向了兩種不同的化合物：一種叫做氯氧化鉍（通常用于化妝品，可以帶來珠光效果），另一種叫做硒氧化鉍。

兩種材料都有在不同方向作用的聲子。所以，通過將它們堆疊在一起，研究人員可以將其融合成一種材料，這種材料層層傳遞熱量的性能特別差。

據(jù)這種材料的發(fā)明者說，結(jié)果是該材料在導(dǎo)熱方面的性能幾乎和空氣一樣差。就這一點來說，這種材料的導(dǎo)熱性能比液態(tài)水差十倍，比固體鈦差百倍，比鋼差千倍。

利物浦大學(xué)物理學(xué)家、研究報告的作者之一喬恩·阿拉里亞認(rèn)為，發(fā)明像這樣的低導(dǎo)熱性材料意義重大，它不僅打破了現(xiàn)有紀(jì)錄，還能應(yīng)用于許多領(lǐng)域。他在聲明中說：“這一策略可應(yīng)用于磁性、超導(dǎo)等其他許多重要的基礎(chǔ)物理性質(zhì)，為實現(xiàn)低能耗計算和更高效的電力傳輸提供幫助�！�

熱損失是一個主要障礙。事實上，我們不難看出，熱損失是困擾世界能源系統(tǒng)每個環(huán)節(jié)的一大因素。許多熱損失源于摩擦，但也有很大一部分熱量是通過材料損失的。如果家里供暖系統(tǒng)的能源泄漏到外面空氣中，那么這就是一種浪費，而且是源自能源系統(tǒng)的浪費。

事實上，據(jù)美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的分析師估計，因為一系列低效因素——使用不當(dāng)、電網(wǎng)損耗以及材料導(dǎo)熱傳走的熱量——美國三分之二的發(fā)電量實際上未曾抵達(dá)其最終目標(biāo)。

有鑒于此，科學(xué)家們說，我們有充分的理由繼續(xù)研究此類材料。發(fā)明更好的絕緣材料可以大大減少能耗，也有助于減少世界對化石燃料的依賴。