Корреспондент У Чуньсинь корреспондент Гао Сян
Статистика показывает, что с каждым повышением температуры на 2°C надежность электронных компонентов снижается на 10%. Снижение температуры при работе электронных компонентов имеет большое значение для повышения надежности, точности и срока службы. Как решить проблему снижения эффективности использования электронных компонентов в условиях высоких температур, стало центром исследований.
В последнее время команда профессоров Гао Ляо из Школы механики и инженерии Университета науки и техники Хуачжун разработала различные термостатические метаматериалы со свободной формой, независимой температурой фона и всенаправленной функцией, которые могут защищать внешние температурные поля от помех внутренним объектам устройства, обеспечивать активную теплоизоляцию и могут использоваться для тепловой защиты термочувствительных компонентов. Результаты соответствующих исследований были недавно опубликованы в международном журнале « Advanced Materials».
Превосходная тепловая функция с помощью управления тепловым потоком.
В последние годы исследователи получили метаматериалы с экстраординарными физическими свойствами благодаря рациональному проектированию структурной конфигурации материала. Среди них тепловые метаматериалы, как метаматериалы, имеют важный потенциал применения в области эффективного использования энергии, теплового управления электронными силовыми компонентами и других областях.
Теоретически, проектируя структурную конфигурацию тепловых метаматериалов, можно реализовать управление и управление тепловым потоком, чтобы получить тепловую невидимость, тепловую концентрацию, тепловую маскировку, тепловое вращение и другие необычные тепловые функции.
В настоящее время реализация функции тепловой невидимости электронных компонентов заключается в том, чтобы поместить тепловой невидимый метаматериал вокруг компонентов или покрыть компоненты, чтобы изолировать большую часть внешнего тепла.
Сяо Ми, профессор Школы механики и инженерии Университета науки и техники Хуачжун, член исследовательской группы, сказал: « Материалы, используемые для тепловой защиты, в основном включают следующие виды: нанокомпозиты, пористые керамические материалы, углеродные нанотрубки и термические метаматериалы, смешанные с природными материалами».
Исследовательская группа предложила метод оптимизации топологии тепловых метаматериалов, который дает возможность глубокого обучения и реализует интеллектуальный дизайн тепловых метаматериалов свободной формы.
Этот метод использует модель генерации глубины, в соответствии с индивидуальными функциональными потребностями тепловых метаматериалов, может автоматически и в режиме реального времени генерировать топологические моноклетки с тензором целевой теплопроводности, а затем быстро генерировать тепловые метаматериалы.
Основываясь на этой идее, команда разработала тепловой стелс - метаматериал и с помощью числового моделирования и тепловых экспериментов подтвердила, что он обладает хорошей тепловой стелс - функцией.
Исследовательская группа разработала тепловые метаматериалы, состоящие из смеси природных материалов, но обладающих необычными тепловыми свойствами, которые не имеют природных материалов, а природные материалы внутри метаматериалов обычно неравномерно распределены и анизотропны.
По словам Сяо Ми, принцип защиты тепла такими материалами заключается в том, что тепловая защита достигается путем оптимизации рационального распределения проектных материалов, позволяя теплу обходить определенную область.
Ряд достижений в области теплозащиты в стране и за рубежом
В настоящее время исследования тепловых метаматериалов в области тепловой защиты достигли определенного прогресса как внутри страны, так и за рубежом.
На международном уровне профессора Гарвардского университета США Нараяна и Сато используют два разных подхода, основанных на теории эффективной среды
