本期iScience特刊將重點關注與熱控制設備相關的新趨勢及其在電子、建筑、外太空、熱轉換或熱存儲等領域的新應用,致力于為材料科學、固體物理、機械、電氣、化學和計算機工程領域的科研機構和企業研究人員提供新的見解和思路。 01 可穿戴設備的熱管理和熱控制
加州大學洛杉磯分校(UCLA)Y. Sungtaek Ju教授概述與可穿戴設備熱管理和熱控制相關的材料和結構,并就未來的研究方向給予建議。可穿戴設備的興起推動了開發柔性或可拉伸材料及其相關結構、電子和光電性能的研究發展。為確保可穿戴設備的性能和/或功能性的可靠運行,其電子和光電子元件必須保持在一定的溫度范圍內;同時,笨重的散熱器或其他熱傳導增強元件將不被采用,并對熱舒適性和安全性提出了更高的要求。綜述以“Thermal management and control of wearable devices”為題發表于《iScience》。
鏈接:https://doi.org/10.1016/j.isci.2022.104587 02 非接觸式散熱:高太陽反射、紅外透明的多孔涂層
中南大學陳梅潔副教授和閆紅杰教授研究團隊開發了一種具有紅外透明特性的多孔PE涂層(P-PE),其太陽反射率為0.96,紅外透過率為0.88,并探索了其用于非接觸式散熱的應用。在860 Wm-2太陽光直接照射下,該紅外透明涂層可以使得下方物體的溫度比相同條件下利用常規輻射制冷膜制冷時低4℃。研究成果以“Highly solar reflectance and infrared transparent porous coating for non-contact heat dissipations”為題發表于《iScience》。
03 基于輻射制冷的夜間發電裝置實現超過100 mW/m2的功率密度 斯坦福大學范汕洄(Shanhui Fan)教授研究團隊設計了一個簡單的模型,即通過控制發射器面積與熱電發電機熱阻之間的關系,可以達到最佳功率密度。實驗研究顯示,堆疊多個熱電發電機是接近最佳功率密度的有效方法,可實現高于100 mW/m2的功率密度。研究成果以“Radiative-cooling-based nighttime electricity generation with power density exceeding 100 mW/m2”為題發表于《iScience》。 04 基于自對準GST納米柱結構的偏振驅動熱發射調節器
光州科學技術院(Gwangju Institute of Science and Technology)Young Min Song教授和慶熙大學(Kyung Hee University)Sun-Kyung Kim教授研究團隊基于傳統的非揮發性相變材料Ge2Sb2Te5(GST),研究向其中新引入了一種各向異性介質,可在不產生熱能消耗的情況下實現發射率的便捷調節。基于雙向控制的偏振驅動熱發射調節器,其雙向控制方式包括相變和偏振調節。通過熱成像光譜測量,所制備的樣品顯示出對偏振敏感的熱調節功能。研究成果以“Polarization-driven thermal emission regulator based on self-aligned GST nanocolumns”為題發表于《iScience》。
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