據(jù)外媒報道，休斯敦大學（University of Houston）卡倫工學院（Cullen College of Engineering）的工程學教授Bo Zhao及其博士生Sina Jafari Ghalekohneh共同開發(fā)了一項稱為熱整流的新技術。該技術使熱量只沿一個方向流動，有望改進設備的散熱方式。相關研究成果發(fā)表于期刊《Physical Review Research》。

圖片來源：休斯敦大學

控制輻射熱的新方法

這項新技術為工程師提供了一種控制輻射熱的新方法，其精度堪比電子二極管控制電流，這意味著手機、電動汽車乃至衛(wèi)星的電池將更持久耐用。它還有望改變構建人工智能（AI）數(shù)據(jù)中心的方式。

Bo Zhao教授表示：“這項技術對于熱管理和構建輻射熱流的邏輯系統(tǒng)來說將非常有用。例如，它可以令手機電池保持在舒適的溫度，而不會過熱，尤其是在非常炎熱的環(huán)境下使用時?！?/p>

在此之前，傳統(tǒng)材料允許輻射熱自由地向多個方向流動，這給電子產(chǎn)品、車輛和能源系統(tǒng)在高負荷下保持低溫運行帶來了挑戰(zhàn)。這項新技術能夠引導熱流向前流動，并完全阻止其向相反方向流動。Bo Zhao教授的團隊實現(xiàn)這一目標的方式是利用置于磁場下的半導體材料，這改變了微觀層面上能量的流動方式，使得熱流的引導比以前更加可控。

從整流器到循環(huán)器

此外，Bo Zhao教授的團隊正在開發(fā)一種名為循環(huán)器的裝置，該裝置能夠推動輻射熱沿一個方向連續(xù)循環(huán)流動。這有望改進依賴輻射傳熱的下一代能源技術。

Bo Zhao教授說：“基本上，該裝置有熱端、冷端和中間部分。如果將其視作一個三角形，熱量應該從表面一逆時針方向傳遞到表面二，然后再從表面二傳遞到表面三——熱量不能從表面二傳遞到表面一。這樣就形成了一個熱循環(huán)?！?nbsp;

該團隊的成功不僅限于輻射傳熱。在發(fā)表于期刊《Physical Review B》的一項相關研究中，Bo Zhao教授及其團隊證明，類似的原理可以誘導材料中出現(xiàn)不對稱的熱導率，并實現(xiàn)傳導熱整流。這一發(fā)現(xiàn)彌合了與日常電子產(chǎn)品之間的差距，為高性能微芯片和電池產(chǎn)生的傳導熱提供了一種潛在的解決方案。

實際應用

這些概念目前僅停留在理論層面，但Bo Zhao教授的目標是搭建實驗平臺，以展示這項創(chuàng)新技術的實際應用。一旦研發(fā)成功，這項技術將對消費技術領域產(chǎn)生深遠的影響，其應用范圍遠不止于手機。例如，電動汽車將能夠保持穩(wěn)定的溫度，從而安全高效地運行。

Bo Zhao教授認為這項技術對航天系統(tǒng)尤其有價值，因為衛(wèi)星電子設備必須在持續(xù)陽光照射下保持低溫運行。這項技術能夠讓內(nèi)部熱量散發(fā)出去，同時阻擋太陽熱量進入，從而提高可靠性并降低過熱風險。

重塑太空人工智能

雖然這項技術并非專門為人工智能而開發(fā)，但Bo Zhao教授推測，這項技術可以幫助調(diào)節(jié)人工智能硬件的熱量，而人工智能硬件往往對散熱管理有很高的要求。這或許能為在外太空發(fā)展人工智能數(shù)據(jù)中心創(chuàng)造新的機遇。外太空的真空環(huán)境缺乏空氣進行對流，散熱十分困難。此外，該技術還具有更好地調(diào)節(jié)太陽能的潛力，這些優(yōu)勢將把人工智能推向新的高度。