芝加哥大学科学家开发出具有超高各向异性的热传导材料
美国芝加哥大学的科学家们发明了一种在微观层面将热量向特定方向聚集的新方法：使用创新技术制成的热绝缘体。他们将只有几个原子厚的超薄晶片堆叠在一起，每一层都随机旋转一个微小角度，从而形成一种层间隔热、层内传热的材料，这是一种在微观尺度上不寻常的能力，在电子和其他技术中非常具有应用价值。
科学家们使用二硫化钼对这种方法进行了验证，制造出一种在室温下各向异性比接近900的热导体。科研人员认为这种技术同样也适用于其他材料。该研究得到了美国空军科学研究办公室、美国国家科学基金、三星先进技术研究所、以及米尔和亨利德雷福斯基金会的资助，相关论文《Extremely anisotropic van der Waals thermal conductors》已在Nature期刊上发表。
研究人员说：自然界中根本不存在将一个方向的优良导热性和另一个方向的优良绝缘结合起来的情况。新研究希望这可以为制造新型材料开辟一个全新的方向。
科学家们一直在寻找具有不同寻常特性的材料，因为它们可以为电子设备、传感器、医疗技术或太阳能电池等设备开启全新的功能。例如，由于发现了一种可以完美导电的奇怪材料，MRI 机器成为可能。
研究团队一直在研究制造极薄材料层的方法，这些材料层只有几个原子厚。通常，用于设备的材料由非常规则、重复的原子晶格组成，这使得电（和热）很容易通过材料。但是科学家们想知道如果他们在堆叠时稍微旋转每个连续的层会发生什么。
他们测量了结果，发现由这种材料制成的微观壁在防止热量在隔间之间移动方面非常出色。热导率低得惊人——与空气一样低，这仍然是所知道的最好的绝缘体之一。
电子产品面临的最大挑战之一是处理大量热量，因为电子产品的某些组件在高温下非常不稳定，如果我们可以使用一种既可以在不同方向上同时导热又可以隔热的材料，就可以将热量从热源（例如电池）中吸走，同时避开设备中更脆弱的部分。
这种能力可以为工程师对热敏性太强而无法用于电子产品的材料进行实验打开大门。此外，创造一个极端的热梯度——一侧很热，另一侧很冷——很难做到，尤其是在如此小的尺度上，但在技术中可能有很多应用。
科学家们只在一种叫做二硫化钼的材料中测试了他们的分层技术，但认为这种机制应该适用于许多其他材料。研究人员希望这为制造奇特的热导体开辟了一个全新的方向。获取更多前沿科技 研究进展 访问：https://byteclicks.com
该研究使用了芝加哥大学材料研究科学与工程中心和普利兹克纳米制造设施。
