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科学家找到了一种用电控制热流的方法
科学家发现，对某些陶瓷施加电场可以极大地改变热量在陶瓷中的传播方式。美国能源部橡树岭国家实验室与俄亥俄州立大学和安费诺公司的合作者进行的新研究正在挑战长期以来关于如何通过固体材料传导热量的想法。 [...]
来源:SciTech日报科学家发现，对某些陶瓷施加电场可以极大地改变热量在陶瓷中的传播方式。
能源部橡树岭国家实验室与俄亥俄州立大学和安费诺公司的合作者进行的新研究正在挑战长期以来关于如何通过固体材料传导热量的想法。
PRX Energy 报道的研究结果表明，电场可以显着改变声子（携带热量的微小振动）在陶瓷内的移动方式。当原子沿与施加的电场相同的方向（极化方向）振动时，声子保持活动的时间比穿过电场的振动更长。
由于这种差异，热量沿电场方向传播通过材料的效率几乎是沿其他方向传播的三倍。研究人员表示，这一策略可以为在实际设备中引导热量的新固态技术打开大门。
“能够控制热流的速度和方式可以使设备能够更有效地管理热能，”ORNL 博士后研究员 Puspa Upreti 说。
为什么控制热量很重要
管理热量的移动对于许多先进技术至关重要。例如，无需移动部件即可运行的电子冷却系统、将热量转化为电能的设备、现代电子产品中使用的基于芯片的电路，以及捕获工业热量并重复利用的热电联产系统。
保持正确的热量流动可以使这些系统以最高的效率和性能运行。
卡诺循环说明了热流和效率之间的关系，卡诺循环是一种热机理论模型，定义了热量以受控方式在热库和冷库之间移动时可能达到的最大效率。在这项研究中，电场减少了通常破坏声子运动的障碍。