為了防止筆記本電腦、智能手機或其他小工具變得太熱，發(fā)生故障或甚至爆炸，工程師可能會將玻璃片，塑料片等集成到電子設(shè)備中，用作隔熱罩。但斯坦福大學(xué)電氣工程系教授Eric Pop一直在考慮以不同的方式控制這種熱量。

Pop和他的團隊從雙層玻璃窗戶中汲取靈感，并且一直在探索使用交替的超薄材料作為更加緊湊的隔熱解決方案，而不是單一的，堅固的玻璃質(zhì)量。最近材料科學(xué)的進步使這成為一個完全現(xiàn)實的主張。

石墨烯是單層碳原子，自2004年發(fā)現(xiàn)以來，我們已經(jīng)看到它開辟了各種各樣的可能性，這是由于它原子級薄而且是我們可以使用的最強的人造材料。科學(xué)家希望將這種神奇的材料用于從新形式的磁力到更輕，更高效的裝甲車輛，再到更堅固、更輕的飛機機翼。

現(xiàn)在，超薄隔熱罩也是其新應(yīng)用的一部分。Pop和他的團隊將一層單原子石墨烯與其他二維材料（二硫化鉬，二硒化鉬和二硒化鎢）相結(jié)合，每個材料測量三個原子厚度，像紙張一樣堆疊在一起。由四層組成的絕熱體整體上僅測量10個原子厚度，并且在進行測試時證明在吸收熱量時非常有效。

“我們測量了這些原子級薄層阻擋熱流的能力，”Pop向New Atlas解釋道。“簡而言之，我們使用頂部的石墨烯層作為超薄電加熱器，然后使用拉曼激光測量熱量如何流過其余層。激光功率很低，因此不會引入額外的加熱，但激光會返回一個對堆疊中每種材料的溫度敏感的信號?！?/span>

科學(xué)家表示，當(dāng)放置在熱點上時，該裝置可提供與厚度100倍的玻璃板相同的絕緣水平。這對于追求更薄更緊湊的電子產(chǎn)品具有非常有用的意義，雖然大規(guī)模復(fù)制材料將面臨挑戰(zhàn)，但團隊看到了一些可能的用途。這些可能包括超薄材料的自動大面積轉(zhuǎn)移。另一種選擇可以是使用諸如噴墨器之類的東西在制造期間將層噴涂到電子部件上。

“所有這些方法已經(jīng)在一定程度上得到了證明，它們都有一些好處和一些缺點，”Pop表示?！袄?，噴涂可能是最便宜的方法，但也可能生產(chǎn)質(zhì)量較低的薄膜。直接生長會產(chǎn)生最高質(zhì)量的材料，但可能是最難做到的?！?/span>

與此同時，科學(xué)家們也在關(guān)注這種技術(shù)的長期發(fā)展。電子產(chǎn)品中的熱量實際上是由移動中的電子與它們遇到的材料之間的碰撞引起的高頻，聽不見的振動造成的?？茖W(xué)家們希望有一天能夠控制熱量來控制熱量，這是一種新興的科學(xué)領(lǐng)域，即聲音學(xué)?！袄纾鼘⑹刮覀兡軌蛟诔o湊的幾何形狀中更好地傳遞熱量，例如我們的手機和筆記本電腦，”Pop解釋道?！艾F(xiàn)在，當(dāng)我輸入時，我的筆記本電腦鍵盤非常熱，但可以將熱量完全完全排到后面或兩側(cè)，而不是讓熱量傳遞到我的手指上，這會很不舒服。”

Pop認(rèn)為，有一些根本原因?qū)е履壳懊媾R困難。其中之一是需要一種新型熱開關(guān)來實現(xiàn)這種有效的熱量傳遞，這將使熱量流動能夠打開和關(guān)閉。這是他和他的團隊目前正在研究的問題?！斑@里的夢想就是能夠控制熱量，就像控制光和電一樣容易，”Pop說道。

該團隊的研究發(fā)表在《Science Advances》雜志上。