纳米尺度下,热量“不守规矩”,科学家顺势而为
作者: aeks | 发布时间: 2026-06-09 15:01 | 更新时间: 2026-06-09 15:01
学科分类: 动力工程及工程热物理 物理学 电子科学与技术 纳米科学与工程
纳米尺度下,热量“不守规矩”,科学家顺势而为
卡内基梅隆大学联合斯坦福大学和普渡大学的研究团队,在《自然》杂志上发表了一项突破性成果:他们成功利用人工设计的超材料,在纳米尺度(仅几百纳米宽)的微小间隙中,将热传递效率显著提升——最高达传统方法的4倍。这种增强并非靠简单增加传热路径,而是通过在薄膜上精密排布微米级金结构,使其与材料内部固有的‘表面声子极化激元’(一种由晶格振动与电磁波耦合产生的特殊能量波)发生共振。这种共振让热能更自由、更高效地‘隧穿’过间隙。过去这类现象仅存在于理论预测中,而本研究首次在实验中稳定复现并大幅强化了它。该技术有望解决电子设备日益严重的散热难题(如高性能芯片冷却),提升热光电转换效率(将废热直接转化为电能),并增强红外探测的灵敏度与精度(应用于环境监测、安防等领域)。尽管目前实验尚限于实验室纳米系统,但它标志着人类正从‘被动耐热’迈向‘主动控热’的新阶段。