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让物体对热"隐形"的隔热斗篷技术可行

发布时间:2012年03月31日 06:06 | 进入复兴论坛 | 来源:科技日报 | 手机看视频


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  据物理学家组织网3月26日报道,在最新一期的《光学快报》杂志中,法国科学家证实,利用光隐形斗篷技术的很多原理,能够研制出让物体对热隐身或将热集中于某一区域的“热隐形斗篷”。科学家们表示,最新技术有望更好地控制电子设备中的散热,也有望用于航空航天和太阳能技术领域。

  目前,隐形斗篷领域取得的进步都是基于转化光学的基本原理,其中涉及到超材料的使用以及用其让光发生弯曲,使光在一个空间的周围传播而非通过该空间。有鉴于此,埃克斯马赛大学和法国国家科学研究中心(CRNS)的联合研究员塞巴斯蒂安 古纳佑领导的团队决定厘清同样的方法是否能用于热扩散。

  古纳佑表示:“我们进行这项研究的主要目标是:利用转换光学的工具,采用在声波和光波领域已经取得成功的‘隐形’方法,控制热的扩散。”

  古纳佑解释道,尽管最新技术的基本原理与光学斗篷的一样,但还是存在关键区别。迄今为止,斗篷研究技术以操作波的轨迹为中心,包括光波和声波等,但热学领域与波领域的最大区别是,热学包含的物理学现象是扩散而非波的传播。

  古纳佑说:“热并非波,它只是从温度高的地方扩散到温度低的地方。因此,在这两个领域起主导作用的数学和物理学原理非常不同。例如,波能长距离旅行,衰减很少,但温度扩散的范围非常有限。”

  为了制造出热隐形斗篷,古纳佑和同事将转换光学的物理学原理应用到热扩散的方程式中,结果发现,“热隐形斗篷”技术可以实现。

  在他们的方法中,热从温度高的物体流到温度低的物体那儿,通过空间任何区域的热流的大小用等温线(在一定参考面上气温值相等各点的连线)之间的距离表示。接着,他们对等温线的几何形状进行了修改,使得等温线能扩散而非通过一个循环区域到达热流的目的地,这样,在目的地的物体就实现了对热“隐形”。

  古纳佑表示:“我们能设计出这样一个斗篷,其能让某一区域对热隐形,或迫使热集中于一个小区域内,接着快速加热该区域。”

  最新的“热隐形斗篷”技术可以应用于很多方面。例如,可以防止纳米电子和微电子设备过热,这是电子和半导体工业面临的最大挑战之一。而且,大的计算机和航空航天领域也有望从中大大受益。至于让热集中这一点,可以在太阳能工业找到用武之地。

  古纳佑团队目前正在研发这种热隐形斗篷的模型,以用于微电子设备内,他们表示,模型有望在接下来的几个月内问世。(刘霞)

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