用超材料给电子元器件做身“隔热衣”(2)
高亮说，热学超材料可用于航空航天领域，减少航空航天结构的热负荷；可用于能源装备领域，提高设备的热防护和热利用效率；也可用于信息电子领域，改善热敏电子器件的热稳定性、提高其使用寿命等。
大面积推广应用尚需攻克一些难题
虽然在信息电子领域，热学超材料已初步具备了应用条件，但在大面积推广应用和产业化方面还存在一些难点。
高亮介绍，当前热学超材料产业化程度相对较低。虽然一些研究所和公司在该领域进行了相关研发，但其在大规模商业化生产和广泛应用上还面临技术成熟度、成本效益等方面的挑战。
在材料制备技术方面，热学超材料的制备需要高精度制备技术，从而精确控制材料的结构、组成，实现热学超材料设计和制备的一体化和一致化。
在材料多功能性上，热学超材料在实际应用过程中仅考虑热学性能还不够，在不同应用环境中，根据不同需求，还需要考虑其热稳定性、机械强度、耐高温、耐腐蚀、耐磨损等特性。
此外，在材料成本方面，在推广应用中，热学超材料的成本问题是关键。目前，热学超材料制备成本相对较高，限制了其应用范围。
高亮表示，总的来说，热学超材料产业化应用还有较多技术问题待解决，需要更多研究机构和人员的投入与攻关。伴随科学技术的不断发展与成熟，相信热学超材料产业化应用会很快实现。
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隐蔽热流，堵不如疏
热学伪装常规做法是平衡目标与背景之间的热辐射，最理想情况就是让目标的红外特征完全融合到背景中。从理论基础上来看，传统热伪装很难实现真正意义上的热隐身效果。遇到温差变化大的复杂环境，依靠热遮盖和热绝缘固化了的红外特征，反而还会暴露自身位置。
相较于“堵住”热辐射的传统方法，科研人员将功夫花在“疏导”热流上，相继实验制备出热隐身衣、热聚集器和热旋转器。
热隐身衣。相较于传统隐身装置，基于热学超材料引导热流特性制备的“隐身衣”，能够实时引导背景热流避开被保护的物体，无论隐身区域温度如何变化，都不会对外界的温度分布产生丝毫影响。
热聚集器。引导热流避开中间区域可以做到热隐身，而引导热流向中间区域靠拢就能实现热聚集。这类装置可以作为一种非侵入式的热器件服务于热电效应，从而提高能量转化效率。
热旋转器。基于同样的引导热流原理，热旋转器的引导对象由背景换到了核心区域，通过材料设计实现对中心区域热流的变换引导。从外部观测中心区域红外特征，就像整个空间旋转了一个特定角度，从而出现一类海市蜃楼般的现象。
(责编：罗知之、陈键)
