在二维传热材料;纳米尺度传热;锂金属电池涂层。
传热的二维材料
伊利诺伊大学的工程师们开发了一种方法减少过热在纳电子学将2 d组件通过添加另一层结构。
“纳电子学领域的,散热差2 d材料一直是瓶颈充分实现他们的潜力,使生产更小的电子产品,同时保持功能,“阿明Salehi-Khojin说,机械和工业工程副教授UIC。
的原因之一2 d硅材料不能有效地传递热量是2 d材料和硅衬底之间的债券等组件的晶体管,而弱,导致热点和潜在的设备故障。
为了提高2 d之间的连接材料和硅衬底提高热导率从2 d材料转移到硅,团队尝试添加额外的超薄层材料的二维层。
实验使用氧化硅晶体管的基础,2 d的硬质合金材料和氧化铝的封装材料。(来源:Zahra Hemmat / UIC)
“通过添加另一个封装层的二维材料,我们已经能够双之间的能量传递二维材料和硅基地,“Salehi-Khojin说。
团队的实验氧化硅晶体管用于基地,2 d的硬质合金材料和氧化铝的封装材料。在室温下,研究者发现电导的热量从碳化硅基地两倍的氧化铝层与没有它。
接下来,研究人员计划来测试不同的封装层,以进一步提高传热。
纳米尺度传热
密歇根大学的研究人员和威廉和玛丽学院的发现一个不同寻常的一面传热纳米尺度物体之间,允许100倍更多的热量比预测的标准辐射理论之间流动。
以前,研究小组发现,热量可以旅行比预期快10000倍对象之间隔开纳米gaps-smaller比主波长的辐射,更大的分离,这一机制也不会玩。在这个工作中,他们指出,这种影响会发生即使在bigger-than-nanoscale距离。
研究人员制造半导体板块类似形状的配对的信用卡。矩形板的厚度是10000纳米至270纳米之间。通常,热量将从每条边辐射面积的比例。但研究小组发现,当薄结构非常薄,大约一半绿色点燃那些边缘释放和吸收的波长比预期更多的热量。
电子显微镜图像的试验装置和两个盘子,每个0.06 x 0.08毫米。在薄,厚度只有0.00027毫米,它们之间的热流是比预期高出100倍。(来源:Dakotah汤普森,密歇根州工程)
后详细的计算机建模,增强团队证实,100倍的热流是因为波在很薄的板。自从波平行板的时间维度,热芽的边缘。在同一板吸收能量,相同的概念是在工作。
研究人员看到这种效果的各种可能性。“你可以控制热量以新的方式,因为我们已经确定了热传递的机理,“Pramod Reddy说,密歇根大学机械工程教授。
团队提出的例子包括热流的控制在某种程度上类似于电子产品如何管理电子,使下一代热晶体管计算机和二极管。其他包括材料为热流像单向阀门,让未来的建筑材料,让热量在凉爽的夏夜,但在冬季保持它,或者太阳能电池可以利用太阳光谱的一部分,不是转换为电能用于其他目的。
Reddy指出,heat-based计算设备将慢,比电子版本,但他相信这可能是更可取的在某些情况下,如高温环境中传统电子产品损坏。
锂金属电池涂层
韩国蔚山国家科学技术研究所的研究人员(UNIST)和机构对科学技术和研究(A * Star)开发了一种涂层可以预防树突形成锂金属电池。
树突金属结构,形成电池在充放电过程中,降低电池的性能和可能导致短路。而锂金属电池吹嘘10倍容量比传统的石墨阳极,树突形成一直是一个重大的挑战。
涂层与硅化锂锂箔(LixSi)层,研究小组发现,锂金属阳极抑制树突增长,提供优秀的电化学性能的速度能力和循环稳定性。
原位光学显微镜观察锂电化学沉积比较一个原始锂电极和电极改性LixSi层。(来源:UNIST)
研究人员说,阳极浓缩方法兼容大规模生产,可以提供一个可行的方法使金属锂阳极下代锂电池。
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