超薄保温材料问世:只有10个原子厚度可能会颠覆便携式电子设备的设计

作者:秒速时时彩 时间:2019-05-04 17:47 浏览量:202

  如今,智能手机、笔记!本电脑和其他电子设备在我们的工作和生活中越来越挑剔。设备过热会让人,讨厌,比如用热手或担心父母触摸主机检查。员。此外,设备的过热也可能导致部件;的故&#;障;在极端情况。下,它甚&#;至可能导致!锂电池爆炸。

  工程师们;竭尽。全力避免电子设备过热。他们通常使用玻璃,塑料或多层空气作为隔热材料,以防止热量损坏其他部件,如微处理器,或使用户感、到、不满。电子设备的小规模发展趋势对工程!师来说是一个巨大的挑、战,即绝缘材料和整个绝缘系统的设计。

  然而,斯坦福大学研究人员最近的新发现可以帮助工程师在未来解决小&#;型电子设备的绝缘设计问题。他们的实;验,证明,只有少数原子厚度材料才能达到相同的隔热效果,比其厚100倍。

  斯坦福大学材料科学。与工程学院电气工程学院教授埃里克·波普(Eri。cPop)也是研究的负责人。这一发现可以更快地投入应用领域,更薄的隔热器将帮助工程师设计。比现有结构更紧凑的电子设备。这项;研究发表在“科学进、步”杂志!上。

  POP说,我们的研究小组正在、以一种新的方式看待电子设备中的热量。。

  你能想象我们通常使用笔。记本电脑或;手机时感觉到&#;的卡、路里实际上是一种声音吗?,当然,这不是笔记本电脑风扇的嗡嗡声。

  如果你认为这听起来有点不可靠,请仔细考虑我们学到的基本物理知识。导线中的电流是通过电子运动形成的。当这些电子运动与它们通过的原子相撞(例、如电阻);时,它们会引起材料中的原子振动。电流越大,碰撞越频繁、,电子就越有可能像敲钟一样敲击原子-这种刺耳的振动远高于听;力的阈值。所以,我们;觉得它产生的能量很热。

  中国古代道家的哲学术语是安静而自然的。辩证地说,如果周围的声音太吵,&#;人们就会感到干燥和炎热。

  在斯坦福大学(StanfordUniversity)的发现中,研究人&#;员还提出了将热量视为声音形式的想法,并激励他们从物理世界中汲取教训。Pop曾在斯、坦福大学广播电台-KZSU!90.1FM上做过无线。电,DJ,当时他发现自己在演播室里很安静。因。为特别设计的厚厚的玻璃窗;隔离了外面的声音。

  目前,电、子产品;的绝缘设计与上述原理相似。如何更好地隔;热是工程师的永恒话题。如果记录室增加或增加隔音玻璃以增加隔热材料,则会阻碍电子产品向较轻;的方向发展。因此,斯坦福大学(StanfordUniver&#;sity)的研究人,员从多层玻璃中吸取了教训,以使房间更加温暖、的技术(在不同厚度的玻璃之。间填充空

  纳米材料的异质结构可以整合原子和电子结构的性质,从而获得新的功能。这使得纳米异质、结构的综合设计成为一个具有机遇和挑战性的新兴领域。然而,它在,热应用领域的相应进展却&#;相对缓慢。

  斯坦福大学,(Stanford、U;niversity)取得了突破。研究小组通过分层堆叠原子厚的QR材料,开发出具有超高隔热性能的超薄异质结构。他们成功地将单层石墨烯MoS2和WSE2堆叠在一、起,这是S、iO2的100倍。在室温下,&#;导热&#;效率优于空气。

  在这种三明治结构中,石墨烯是单层,另外三种片状材料是三种原子厚度。这使得只有10个原子厚的四层绝缘体。不要认为绝;缘体太薄而无效。该结构能很好地抑制原子的热振动。当原子穿过每一层时,它会失去大;部分。能量。

  同时,研究;人员还分析了三明治每层材料的热阻。他们用稳定的热源加热并监、测每一层&#;。结果表明,三明治的每一层在传热过程中都具有良好的隔热效果,具有线性和稳定性。

  新材料结构必然面临同。样的问题,然后才能真正投入到应用水平,即如何实现大规模生产。这一问题在二维材料领。域,尤其;困难,尤其是如,此薄的材料结构。

  斯坦福大学(Stan&#;fordUniversity)的研究人员说,他们已经开始寻找大规模生产技术&#;,这些技术可能会在制造过程中喷洒电子元件。三明治薄层的设。计也可以通!过薄膜材料的沉积来实现。

  研究小组对实施应用程序充满信心,他们认为,这些发现不会持续很&#;长时间。这可能会极大地颠覆未来电子&#;产品的设计。

  对于生;活中常用的电子产品,我们知道在笔记本电脑的设计,中,我们应该、考&#;虑用户的舒适性。还必须考虑内部组件的散热是否会影响性能和计算机寿;命。最好的方法是使用隔热设计来&#;避免热量直接与手接触,而机身底部使用高导热排列来增强散热功能。

  新型、隔热膜不仅可以保护手感,而且可&#;以在需&#;要散热、的地方形成良好的导热通道。此秒速时时彩外,它的超薄特性也为笔记本电脑提供了巨大的设计空间,以提高光和光的性能。

  对于其他电子设备,如智&#;能手机平板电脑!,它们是散热还是隔热,一直困扰着工程师。对于SOC(!SystemonChip系统级芯片)来说,简单地、追求隔热会导致、机身内部温度过高,而SOC需要降低频;率。如果只追求散热&#;,就会导致机身热手影响用户的使用经验。新型隔热膜可!能是平衡上述问题的好方法。

  作为一名工程师,我们学到了很&#;多关于如何;控!制电源的知识。但我们刚刚开始了。解如;何控制原子尺度的高频声音。。

  事实上,。在最近的发展目标背后,我们可以看到科学家们隐藏的野心-他们希!望有一天他们能控制电灯。控制材料;中的振动能量。、这可能会改变未来使用的电子产品。

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