行业应用
设备隔热罩应用案例
设备隔热罩它可以有效地保护电子设备。
智能手机和笔记本电脑等电子设备发出的过多热量,它也可能导致故障,在极端情况下甚至会导致锂电池爆炸。为了预防这些,工程师们经常使用玻璃、塑料甚至作为绝缘材料,以防止微处理器等发热组件损坏或干扰用户。现在,斯坦福大学的科学家们已经证明,堆叠在热点中的几层原子厚度的材料,例如设备隔热罩,可以提供与厚 100 倍的玻璃相同的隔热效果。
他的研究成果发表在《科学进展》杂志上。电气工程教授和资深作者 Eric Pop 说:我们正在以全新的方式看待电子设备的热量。您从智能手机或笔记本电脑感受到的热量是一种您无法真正听到的高频声音。如果这听起来很奇怪,请考虑基本物理学。电流以电子流的形式通过导线,当这些电子移动时,它们会与经过材料的原子发生碰撞。
每次这样的碰撞,电子都会振动原子,流过的电流越大,发生的碰撞就越多,就像无数的锤子敲击无数的钟声,直到电子撞击原子。例外是这种振动。超出听觉阈值,固体材料通过并产生感觉像热量的能量。通过将热量视为一种声音形式,斯坦福大学的研究人员从物理世界中借鉴了一些原理。从我在斯坦福大学 KZSU 90.1 FM 做电台 DJ 起,流行音乐研究人员就知道音乐录音室很安静,因为厚厚的玻璃窗挡住了外面的声音。
类似的原理适用于当今电子产品的隔热罩。如果更好的隔热是唯一的问题,研究人员可以简单地借用音乐工作室的原理来增加设备隔热罩。解决办法是向安装多玻璃窗的业主学习一个小技巧,让房间保持温暖和安静。该论文的主要作者兼博士后研究员 Sam Vaziri 说:我们利用这个想法创造了一种绝缘体,它使用多层原子厚度的材料(即二维材料)而不是厚玻璃层。二维薄材料是一个比较新的发现。
15 年前,科学家们能够将一些材料分离成如此薄的层。发现的第一个例子是石墨烯,即单层碳原子。自从它被发现以来,科学家们一直在寻找和试验其他片状材料。斯坦福大学的一个研究小组使用一层石墨烯和其他三种片状材料(每层有 3 个原子厚)来创建一个只有 10 个原子厚度的四层绝缘体。虽然绝缘体很薄,但它是有效的,因为它抑制了原子的热振动并在穿过每一层时损失了大部分能量。为了将纳米绝缘层投入实际应用,研究人员需要找到一些量产技术。
在制造过程中将原子薄层材料注入或沉积到电子元件中时,开发更薄绝缘体的目标背后有更大的雄心:科学家们有一天用电我希望能够在控制光的同时控制材料。内部振动能量。当固体的热量被理解为声音的形式时,一个新的电声领域就出现了。它的名字来自电话、留声机和语音学的希腊词根。我有很多关于如何控制电的知识,虽然我在学习光,但我才刚刚开始了解如何控制在原子尺度上表现为热的高频声音。
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