近期,中科院合肥研究院固體所功能材料物理與器件研究部童鵬研究員課題組與計(jì)算物理與量子材料研究部張永勝研究員課題組合作,在六角硫化物Ni1-xFexS中發(fā)現(xiàn)了溫度驅(qū)動(dòng)的巨大熱導(dǎo)率跳變效應(yīng),并給出理論解釋開(kāi)放式薄膜過(guò)濾器 。該材料體系易于合成、原料環(huán)境友好,因此在熱流主動(dòng)控制領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。相關(guān)研究結(jié)果以“High-Contrast, Reversible Change of Thermal Conductivity in Hexagonal Nickel-iron Sulfides”為題發(fā)表在期刊Acta Materialia 上。
目前,約90%能源的使用涉及熱量的產(chǎn)生與操控。無(wú)論是電廠利用化石燃料發(fā)電或?qū)ζ洚a(chǎn)生廢熱的回收利用,還是建筑物供暖,都離不開(kāi)熱量產(chǎn)生與傳導(dǎo)。因此有效控制熱量傳導(dǎo)對(duì)于提高能源利用率、實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展均具有重要意義。
材料的熱導(dǎo)率(k)大小是決定其熱傳導(dǎo)能力的關(guān)鍵因素之一。一般而言,k在一定的溫度范圍內(nèi)對(duì)溫度呈線性依賴關(guān)系,但變化幅度較小,僅依靠材料自身難以對(duì)熱流傳導(dǎo)進(jìn)行有效控制。因此,實(shí)踐中一般通過(guò)熱膨脹或外場(chǎng)(電場(chǎng)、磁場(chǎng))驅(qū)動(dòng)的機(jī)械接觸來(lái)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱通路的開(kāi)與關(guān),從而對(duì)熱流進(jìn)行控制。然而開(kāi)放式薄膜過(guò)濾器 ,這些傳統(tǒng)方法難以滿足多元化應(yīng)用需求,尤其難以實(shí)現(xiàn)小型化和集成化。如果材料熱導(dǎo)率隨溫度變化而發(fā)生突變,則可根據(jù)導(dǎo)熱能力的不同實(shí)現(xiàn)對(duì)熱流的自主控制。近年來(lái)此類材料已得到了研究人員的廣泛關(guān)注。
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