傳統熱管理真是讓人頭大,你看航天器那隔熱瓦,厚得跟城墻似的,手機里的散熱片,恨不得占半個機身。
熱量這東西就像沒頭蒼蠅,到處亂竄,想讓它按規矩走,難!
工程師們想盡辦法,不是加厚就是加大,結果設備越來越笨重。
航天器為了隔熱,重量噌噌漲,手機為了散熱,厚度減不下來。
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這僵局,啥時候是個頭?
我國團隊搞出個熱超散射裝置,不用找什么"不可能材料",愣是讓小物體的熱特征放大了九倍。
過去想控制熱量,全靠材料硬扛。
航天器用厚隔熱瓦,靠厚度擋熱量,手機用石墨散熱片,靠面積散熱量。
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這種被動防御,就像拿棉被堵洪水,效果有限還笨重。
科學家們也想過走捷徑,搞個"變換熱學"理論,說能通過材料設計讓小物體呈現大物體的熱特征。
可一算發現,得要負導熱系數材料,熱量從冷往熱跑,這不是違反熱力學第二定律嗎?純屬瞎想。
我國團隊沒鉆牛角尖,他們換了個思路,既然找不到這種材料,那就主動調控唄。
弄個熱電模塊環,給熱量設計路線圖,讓它按我們的想法擴散。
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這環上裝了10個小模塊,能加熱也能制冷,靠電能驅動。
就像給熱量裝了導航,想去哪就去哪。
關鍵是它不違反熱力學定律,畢竟是靠外部電能干活,跟冰箱制冷一個道理。
實驗做得挺有意思,銅板上弄個溫度梯度,中間放個2厘米的小圓盤。
周圍裝上模塊環后,紅外相機一看,乖乖,這小圓盤的熱影子居然跟18厘米的大圓盤一模一樣。
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這操作讓我想起玩游戲開了"透視掛",只不過這里是給熱量開了"美顏"。
2厘米的小東西,硬是在熱圖像里裝成了18厘米的大家伙,這腦洞可以啊。
主動熱超表面最牛的不是放大倍數,是它繞過了"不可能材料"的坑。
以前大家死磕材料特性,現在換個思路,用主動調控解決問題,這招夠絕。
傳統散熱是筑墻擋水,這技術是挖渠引水。
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前者被動防御,后者主動引導,效果天差地別。
就像治水,堵不如疏,老祖宗的智慧在這用上了。
這技術要是成熟了,軍事上能玩出花。
現在烏克蘭戰場的熱偽裝斗篷,頂多減弱熱特征。
以后裝甲車裝個這裝置,在紅外鏡頭下直接變成灌木叢,敵人上哪找去?
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手機散熱也能大瘦身,現在驍龍8Gen3芯片,散熱結構占30%機身空間。
用上這技術,熱量直接被引導到邊角小散熱孔,手機能做得更薄,續航還能提升。
能源領域也有用武之地,太陽能熱發電,陽光熱量散得到處都是,工業設備余熱,白白浪費。
當然了,現在還只是實驗室原型。
10個模塊模擬的邊界還是有點糙,精度不夠。
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以后得增加模塊數量,還得優化算法,讓它適應復雜形狀,比如戰機機身、芯片表面。
能耗也是個問題,現在靠外部電能驅動,要是能用上低功耗熱電材料,比如柔性薄膜,那應用范圍就廣了。
不然軍用裝備總拖著根電源線,也不現實。
這技術最讓我興奮的不是現有成果,是它提供的新思路。
遇到物理限制,別死磕,換個角度可能就柳暗花明。
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從被動到主動,這一步跨得值。
以后我們可能會看到,手機沒有厚重散熱片卻不發燙,坦克在紅外鏡頭下變成石頭,太陽能板效率翻番。
這哪是熱管理技術,簡直是熱量"魔法"。
這項突破的意義,不亞于當年半導體取代真空管。
它不是小修小補,是從根上改變了熱控制的邏輯。
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以后提起熱管理,沒人會只想到加厚隔熱層了。
團隊下一步打算優化算法,讓裝置適應復雜形狀。
再就是研發低功耗模塊,降低能源依賴。
等這些問題解決了,產業化就不遠了。
說不定再過幾年,我們買手機就不用看散熱面積,買車不用關心發動機隔熱,戰場上士兵穿件馬甲就能偽裝成裝甲車。
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這技術帶來的改變,現在想都不敢想。
從被熱量"欺負"到指揮熱量"跳舞",人類用了這么多年。
這項熱超散射技術,算是給這場持久戰打出了個漂亮的突破口,未來可期啊!
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