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可逆的電氣和熱性能的控制可以在存儲(chǔ)系統(tǒng)找到用途

來(lái)源：上海自動(dòng)化儀表有限公司作者：發(fā)表時(shí)間：2018-01-30 15:07:18【小中大】

     我們上海自儀儀表有限公司的一組研究人員發(fā)現(xiàn)了一種方法，可以通過(guò)改變外部環(huán)境(如周圍溫度)來(lái)控制材料的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性。他們發(fā)現(xiàn)的技術(shù)可以將電導(dǎo)率改變100倍以上，導(dǎo)熱系數(shù)超過(guò)3倍。

    上海自儀儀表有限公司的負(fù)責(zé)人許大慶說(shuō)，“這是一種改變和控制材料性能的新方法——在這種情況下，一種被稱為經(jīng)過(guò)過(guò)濾的復(fù)合材料——通過(guò)控制它們的溫度。”許大慶是我們上海自動(dòng)化儀表有限公司的總經(jīng)理，他描述了4月19日在網(wǎng)上發(fā)表的這一過(guò)程，并將發(fā)表在即將出版的《自然通訊》雜志上。
    總經(jīng)理和公司的其他員工開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)可以應(yīng)用于許多不同的材料，無(wú)論是熱的還是電子的。許說(shuō)，這一發(fā)現(xiàn)很新奇，研究人員希望他們中的一些人能立即回復(fù)，“我有這個(gè)用途!”
    許經(jīng)理解釋說(shuō)，這種新系統(tǒng)的一個(gè)潛在用途是為了保護(hù)電子電路。在該應(yīng)用中，材料將在正常的室溫條件下無(wú)電阻地導(dǎo)電。但是如果電路開(kāi)始升溫，熱量會(huì)增加材料的阻力，直到達(dá)到某個(gè)閾值溫度時(shí)，它就會(huì)阻止流，就像熔斷的保險(xiǎn)絲一樣。但是，隨著電路冷卻電阻的降低，電路自動(dòng)恢復(fù)其功能，而不是需要重新設(shè)置。
    另一種可能的應(yīng)用是儲(chǔ)存熱量，比如從太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)中儲(chǔ)存熱量，然后用它來(lái)加熱水或家庭或發(fā)電。該系統(tǒng)在固態(tài)時(shí)的熱導(dǎo)率大大提高，有助于傳遞熱量。
    本質(zhì)上，研究人員所做的是將一種物質(zhì)的微小薄片懸浮在液體中，就像水一樣，在凝固過(guò)程中形成晶體。在他們最初的實(shí)驗(yàn)中，他們使用了懸浮在液態(tài)十六烷中的石墨薄片，但他們展示了其過(guò)程的通用性，證明了其他材料組合中的電導(dǎo)率的控制。本研究中使用的液體具有接近室溫的熔點(diǎn)——有利于接近周圍環(huán)境的操作——但該原理也適用于高溫使用。
    這一過(guò)程是有效的，因?yàn)楫?dāng)液體結(jié)冰時(shí)，其形成的晶體結(jié)構(gòu)的壓力會(huì)將漂浮的微粒推向更緊密的接觸，從而增加它們的電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率。當(dāng)它融化時(shí)，壓力就會(huì)減輕，電導(dǎo)率下降。在他們的實(shí)驗(yàn)中，研究人員使用了一種懸浮液，它只含有0.2%的石墨薄片。這種懸浮狀態(tài)非常穩(wěn)定:粒子在液體中被無(wú)限期地懸浮著，就像在混合后的三個(gè)月里檢驗(yàn)混合物的容器所顯示的那樣。
    許經(jīng)理說(shuō)，通過(guò)選擇不同的液體和懸浮在液體中的不同材料，可以隨意調(diào)整變化發(fā)生的臨界溫度。
    “利用相變來(lái)控制納米復(fù)合材料的導(dǎo)電性是一個(gè)非常聰明的想法，”德州大學(xué)奧斯汀分校的機(jī)械工程教授李石說(shuō)。他補(bǔ)充說(shuō)，就他所知，“這是這種新方法的第一個(gè)報(bào)告”，以產(chǎn)生這樣一個(gè)可逆系統(tǒng)。
    “我認(rèn)為這是一個(gè)非常重要的結(jié)果，”俄亥俄州立大學(xué)物理和航天工程教授Joseph Heremans說(shuō)。“熱交換器是存在的”，但涉及到由不同材料組成的不同部分，而“這里我們有一個(gè)沒(méi)有宏觀運(yùn)動(dòng)部件的系統(tǒng)，”他說(shuō)。“這是出色的工作。”