簡介
這是由麻省理工學院(MIT)一位名為馬丁・馬爾多瓦(Martin Maldovan)的科研人員研發了一套新技術,讓人們可以像控制光線一般操控熱能。
原理
這項技術的關鍵是使用合金化半導體納米晶體(nanostructured semiconductor alloy crystal),其理論依據為――熱量與聲波相同,都是由物質的原子晶格震動而產生。用這種理論解釋,聲音實質上是由一束“聲子”(與光子的概念類似)震動產生的。使用光子晶體(比如透鏡)可以控制光線的通路,那么聲子晶體便可以控制聲音的通路,自然,“熱聲子(heat phonons)晶體”便可以控制熱量的通路。使用此技術後,熱波的頻率會被集中到100到300吉赫茲(千兆赫茲),多數熱聲子還會以特定方向傳播,不會四處發散。達成此目的後,效仿聲子晶體的工作模式,便可使用特定晶體控制熱波的通路。
用途
熱晶體的套用領域相當廣泛,比如熱能發電,之前的熱電材質無法控制熱量的方向,好比一顆石子丟進水中,瀲灩四面八方。但這種新技術通過對熱子的處理,實現了熱波的定向傳播,可以方便快捷地把熱量轉化為電能,大大提高轉化效率。熱波單向傳播的特性還可被用於製造熱能二極體,諸如此類等等。此技術的另一用途是將熱量匯聚到一個極小的點上,就像凸透鏡把光匯聚到一個點上一樣,利用熱晶體的特性,人們還能製造出可見光及微波無法探測到的“隱形衣”。