一支国际研究小组在热能管理领域取得了突破性进展。这种新型材料不仅能够导热或隔热,还能“记忆”相关设置,并重定向热辐射,且无需持续供能即可运行。
热管理领域的一场革命
到目前为止,热辐射控制一直遵循互惠原则,即材料吸收和辐射热量的方式完全相同。这一根本性的局限限制了“智能”温控系统的开发。
大阪公立大学工学研究科的冈本晃一(Koichi Okamoto)教授和村井俊介(Shunsuke Murai)博士找到了解决方案。他们研发出一种结合了两种材料特性的装置:
1. 磁光材料 —— 其特性随磁场的作用而改变
2. GST相变材料(锗锑碲合金) —— 能够在不同的物理状态之间切换
这些组件共同构成了一个系统,研究人员可以根据需要引导热辐射方向,自由开启或关闭该模式,最重要的是,即使在电源切断后也能保留原有设置。
“我们让热能变得更聪明”
“我们让热辐射的行为变得更加‘智能化’。在工作模型中实现这些功能,为开发新一代高效红外辐射器、热能设备、传感器和光子存储技术铺平了道路,”村井博士解释道。
冈本教授补充道:
“我们的最终目标是开发出紧凑型设备,能够像电子电路控制电流一样,主动控制热辐射。”
该技术将应用在哪些领域?
这项技术为以下几个研究方向开辟了前景:
🔹 智能红外传感器 —— 为医疗、安全和工业领域提供更精确、更节能的传感器
🔹 下一代能源系统 —— 能够以最小损耗重新分配热量的设备
🔹 光子存储器 —— 利用光和热而非电荷来存储信息,有望提供更快的速度和更高的可靠性
🔹 建筑热调节 —— 用于墙壁和窗户的“智能”材料,可根据温度自动进行调节
为什么这项研究如此重要?
如今,电子产品的微型化正逼近物理极限。科学家们正在寻找处理和存储信息的替代方法。利用热和光代替电能可能成为此类解决方案之一。
此外,高效的热能管理对于应对气候变化至关重要。那些能减少能量浪费并更好地利用热能的设备,将有助于降低全球资源消耗。
该研究发表于2026年,已经引起了材料科学、能源和光子学领域专家的关注。
来源:大阪公立大学,ScienceDaily,2026年7月




