9月19日消息，北卡罗来纳州立大学（NC State）研究人员设计出一种极致绝热且异常坚硬、可大面积薄膜打印的新型材料，其热导率为致密（非多孔）材料中的最低水平之一，接近材料绝热性能的理论极限。论文《Extremely Low Thermal Conductivity in Rigid Layered Hybrid Perovskites》9月18日发表于《Science Advances》。

据Phys.org报道，通常“刚硬”与“绝热”是一对矛盾属性——刚硬材料善于导热，绝热材料往往不硬。该团队通过分子工程在二维有机-无机杂化钙钛矿中同时实现两者：这类薄膜半导体由有机层与无机层交替构成，高度有序结晶。研究人员将有机层中的部分碳链替换为定制组合的苯环，从而精细调控材料的刚度与热导率。

具体制备的材料为偶氮苯乙基铵碘化铅（azobenzene ethyl ammonium lead iodine）薄膜，室温热导率约0.04 W/(m·K)——作为对照，隔热手套用的硅橡胶热导率为0.2 W/(m·K)，新材料绝热性能为其5倍，而刚度高出700–10000倍。

共同通讯作者、NC State物理系教授Dali Sun表示，兼具刚度与绝热性的材料在厨具、电子器件到太空旅行等领域都有广泛应用价值。另一通讯作者、机械与航空航天工程系副教授Jun Liu指出，所用方法可以相当容易地放大——能够较大规模生产并作为涂层应用。

该工作同时展示了分子工程对杂化层状材料“刚度-热导率”组合的精细调控能力，为按需设计兼具力学与热学性能的半导体涂层材料开辟了路径。通讯作者为Dali Sun与Jun Liu，第一作者为Ziqi Wang。 （来源：Phys.org）