2012年3月31日 星期六

"熱隱形斗篷"有望成真 或用於航空航太領域

http://big5.ce.cn/gate/big5/intl.ce.cn/qqss/201203/29/t20120329_23199872.shtml

  據物理學家組織網3月26日報道,在最新一期的《光學快報》雜誌中,法國科學家證實,利用光隱形斗篷技術的很多原理,能夠研製出讓物體對熱隱身或將熱集中于某一區域的“熱隱形斗篷”。科學家們表示,最新技術有望更好地控制電子設備中的散熱,也有望用於航空航太和太陽能技術領域。

  目前,隱形斗篷領域取得的進步都是基於轉化光學的基本原理,其中涉及到超材料的使用以及用其讓光發生彎曲,使光在一個空間的周圍傳播而非通過該空間。有鋻於此,埃克斯馬賽大學和法國國家科學研究中心(CRNS)的聯合研究員塞巴斯蒂安?古納佑領導的團隊決定厘清同樣的方法是否能用於熱擴散。

  古納佑表示:“我們進行這項研究的主要目標是:利用轉換光學的工具,採用在聲波和光波領域已經取得成功的‘隱形’方法,控制熱的擴散。”

  古納佑解釋道,儘管最新技術的基本原理與光學斗篷的一樣,但還是存在關鍵區別。迄今為止,斗篷研究技術以操作波的軌跡為中心,包括光波和聲波等,但熱學領域與波領域的最大區別是,熱學包含的物理學現象是擴散而非波的傳播。

  古納佑說:“熱並非波,它只是從溫度高的地方擴散到溫度低的地方。因此,在這兩個領域起主導作用的數學和物理學原理非常不同。例如,波能長距離旅行,衰減很少,但溫度擴散的範圍非常有限。”

  為了製造出熱隱形斗篷,古納佑和同事將轉換光學的物理學原理應用到熱擴散的方程式中,結果發現,“熱隱形斗篷”技術可以實現。

  在他們的方法中,熱從溫度高的物體流到溫度低的物體那兒,通過空間任何區域的熱流的大小用等溫線(在一定參考面上氣溫值相等各點的連線)之間的距離表示。接著,他們對等溫線的幾何形狀進行了修改,使得等溫線能擴散而非通過一個迴圈區域到達熱流的目的地,這樣,在目的地的物體就實現了對熱“隱形”。

  古納佑表示:“我們能設計出這樣一個斗篷,其能讓某一區域對熱隱形,或迫使熱集中于一個小區域內,接著快速加熱該區域。”

  最新的“熱隱形斗篷”技術可以應用於很多方面。例如,可以防止奈米電子和微電子設備過熱,這是電子和半導體工業面臨的最大挑戰之一。而且,大的電腦和航空航太領域也有望從中大大受益。至於讓熱集中這一點,可以在太陽能工業找到用武之地。

  古納佑團隊目前正在研發這種熱隱形斗篷的模型,以用於微電子設備內,他們表示,模型有望在接下來的幾個月內問世。(劉霞)


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