前沿 2019-09-04 10:09

美国研究团队发现石墨烯和其他2D材料可形成增强的电子热保护器

陈济桁 摘自 graphene-info网站

【据graphene-info网站2019年8月22日报道】来自斯坦福大学、美国国家标准与技术协会(NIST)、Theiss研究院和其他几家公司的研究人员组成联合团队,开发了一种全新的热保护器,它只由几层原子级超薄材料组成,可防止电子元器件过热。

据报道,这种全新的热保护器可以提供厚度是其100倍的玻璃板相同的绝缘效果。斯坦福大学电气工程系教授,此项研究的首席作者Eric Pop表示,研究人员正以全新的角度看待电子设备中的热量问题。

这款新型热保护器的诞生,主要基于研究人员对一个客观事实的认知:热量实际上是一种高频声波。一旦从这个角度尝试解决问题,研究就能够设计出创新的解决方案。

为了使得住宅能够充分隔音,人们经常安装多层窗户。受此启发,研究人员产生了创造一种使用多层原子级超薄材料代替厚玻璃作为绝缘体,来实现隔热。

研究人员首先使用了一层石墨烯。之后,他们又在石墨烯层外添加了三种其他相似的二维材料,每种材料只有三个原子厚度,从而最终形成了一种厚度仅为10个原子的四层绝缘体。最终的结果是得到了一款非常薄的绝缘体,并且实践证明了其有效性,因为原子热振动受到了抑制,并且当原子穿过绝缘体每一层时会损失很多能量。

现在,研究人员正在寻求这种绝缘热保护器的大规模生产技术,以便在制造过程中将这种原子级薄层材料沉积到电子元器件上。此外,研究人员还希望有一天能够实现真正控制材料内部的振动能量。

研究团队表示,作为工程师,人们对如何控制电波已有很多了解,并且对控制光波的了解越来越深刻,但科学家们对于如何在原子尺度上控制表现为热量的高频声波的了解还处于起步阶段。

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