管理熱量是電子和工程領(lǐng)域的一個(gè)主要挑戰(zhàn)，通常是用傳導(dǎo)或隔絕熱量的材料來控制的?，F(xiàn)在，一種新材料模糊了這一界限，它在一個(gè)方向上阻擋熱量，但在另一個(gè)方向上傳導(dǎo)熱量。電子設(shè)備發(fā)熱是影響系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)惱人的副產(chǎn)品，以免它們在運(yùn)行時(shí)被燒毀。
新材料使用堆疊的薄膜略微旋轉(zhuǎn)，以防止熱量在層間傳遞，同時(shí)仍沿薄膜流動(dòng)。
但是，隨著電子產(chǎn)品的不斷縮小，冷卻或通風(fēng)系統(tǒng)的空間越來越小，如何讓敏感元件遠(yuǎn)離那些運(yùn)行中的熱源成為一個(gè)更大的挑戰(zhàn)。
在新的研究中，芝加哥大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種制造特別適合這項(xiàng)工作的材料的方法。這些新材料既不是絕緣體，也不是導(dǎo)體，而是可以同時(shí)兼而有之，防止熱量向一個(gè)方向移動(dòng)，但允許它在另一個(gè)方向自由移動(dòng)。
該研究的第一作者Shi En Kim說："電子學(xué)的最大挑戰(zhàn)之一是在這種規(guī)模下處理熱量，因?yàn)殡娮訉W(xué)的一些組件在高溫下非常不穩(wěn)定。但是，如果我們能使用一種既能導(dǎo)熱又能在不同方向隔熱的材料，我們就能從熱源--如電池--吸走熱量，同時(shí)避免設(shè)備中更脆弱的部分。"
材料的關(guān)鍵是一層二硫化鉬的薄膜。通常情況下它是很好的熱導(dǎo)體，但該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，通過堆疊該材料的薄片，然后稍微旋轉(zhuǎn)每一個(gè)，熱量就幾乎完全無法在垂直方向的層間傳遞。然而，它仍然可以通過板材本身進(jìn)行水平移動(dòng)。
在實(shí)踐中，這種技術(shù)可用于制造熱屏蔽，它不僅可以阻擋熱量，還可以將其傳送出去。這不僅可以防止像電池這樣的部件加熱附近敏感的電子產(chǎn)品，而且還可以使它們不被自己困住的熱量所損害。
這項(xiàng)技術(shù)還可以在其他方面改進(jìn)電子產(chǎn)品，例如制造更有效的熱電發(fā)電機(jī)--通過熱側(cè)和冷側(cè)的溫度差產(chǎn)生電流的裝置。
重要的是，研究人員說，可能不僅僅是二硫化鉬能夠?qū)崿F(xiàn)這種效果--他們懷疑其他相同排列的材料也能實(shí)現(xiàn)這種效果。
這項(xiàng)研究發(fā)表在《自然》雜志上。
