據(jù)物理學家組織網(wǎng)3月26日報道,在最新一期的《光學快報》雜志中,法國科學家證實,利用光隱形斗篷技術(shù)的很多原理,能夠研制出讓物體對熱隱身或?qū)峒杏谀骋粎^(qū)域的“熱隱形斗篷”??茖W家們表示,最新技術(shù)有望更好地控制電子設(shè)備中的散熱,也有望用于航空航天和太陽能技術(shù)領(lǐng)域。
目前,隱形斗篷領(lǐng)域取得的進步都是基于轉(zhuǎn)化光學的基本原理,其中涉及到超材料的使用以及用其讓光發(fā)生彎曲,使光在一個空間的周圍傳播而非通過該空間。有鑒于此,埃克斯馬賽大學和法國國家科學研究中心(CRNS)的聯(lián)合研究員塞巴斯蒂安·古納佑領(lǐng)導的團隊決定厘清同樣的方法是否能用于熱擴散。
古納佑表示:“我們進行這項研究的主要目標是:利用轉(zhuǎn)換光學的工具,采用在聲波和光波領(lǐng)域已經(jīng)取得成功的‘隱形’方法,控制熱的擴散?!?/p>
古納佑解釋道,盡管最新技術(shù)的基本原理與光學斗篷的一樣,但還是存在關(guān)鍵區(qū)別。迄今為止,斗篷研究技術(shù)以操作波的軌跡為中心,包括光波和聲波等,但熱學領(lǐng)域與波領(lǐng)域的最大區(qū)別是,熱學包含的物理學現(xiàn)象是擴散而非波的傳播。
古納佑說:“熱并非波,它只是從溫度高的地方擴散到溫度低的地方。因此,在這兩個領(lǐng)域起主導作用的數(shù)學和物理學原理非常不同。例如,波能長距離旅行,衰減很少,但溫度擴散的范圍非常有限?!?/p>
為了制造出熱隱形斗篷,古納佑和同事將轉(zhuǎn)換光學的物理學原理應(yīng)用到熱擴散的方程式中,結(jié)果發(fā)現(xiàn),“熱隱形斗篷”技術(shù)可以實現(xiàn)。
在他們的方法中,熱從溫度高的物體流到溫度低的物體那兒,通過空間任何區(qū)域的熱流的大小用等溫線(在一定參考面上氣溫值相等各點的連線)之間的距離表示。接著,他們對等溫線的幾何形狀進行了修改,使得等溫線能擴散而非通過一個循環(huán)區(qū)域到達熱流的目的地,這樣,在目的地的物體就實現(xiàn)了對熱“隱形”。
古納佑表示:“我們能設(shè)計出這樣一個斗篷,其能讓某一區(qū)域?qū)犭[形,或迫使熱集中于一個小區(qū)域內(nèi),接著快速加熱該區(qū)域?!?/p>
最新的“熱隱形斗篷”技術(shù)可以應(yīng)用于很多方面。例如,可以防止納米電子和微電子設(shè)備過熱,這是電子和半導體工業(yè)面臨的最大挑戰(zhàn)之一。而且,大的計算機和航空航天領(lǐng)域也有望從中大大受益。至于讓熱集中這一點,可以在太陽能工業(yè)找到用武之地。
古納佑團隊目前正在研發(fā)這種熱隱形斗篷的模型,以用于微電子設(shè)備內(nèi),他們表示,模型有望在接下來的幾個月內(nèi)問世。(劉霞)
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