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可逆的電氣和熱性能的控制可以在存儲系統找到用途
來源：上海自動化儀表有限公司作者：發表時間：2018-01-30 15:07:18【小中大】
我們上海自儀儀表有限公司的一組研究人員發現了一種方法，可以通過改變外部環境(如周圍溫度)來控制材料的導熱性和導電性。他們發現的技術可以將電導率改變100倍以上，導熱系數超過3倍。
上海自儀儀表有限公司的負責人許大慶說，“這是一種改變和控制材料性能的新方法——在這種情況下，一種被稱為經過過濾的復合材料——通過控制它們的溫度。”許大慶是我們上海自動化儀表有限公司的總經理，他描述了4月19日在網上發表的這一過程，并將發表在即將出版的《自然通訊》雜志上。
總經理和公司的其他員工開發的系統可以應用于許多不同的材料，無論是熱的還是電子的。許說，這一發現很新奇，研究人員希望他們中的一些人能立即回復，“我有這個用途!”
許經理解釋說，這種新系統的一個潛在用途是為了保護電子電路。在該應用中，材料將在正常的室溫條件下無電阻地導電。但是如果電路開始升溫，熱量會增加材料的阻力，直到達到某個閾值溫度時，它就會阻止流，就像熔斷的保險絲一樣。但是，隨著電路冷卻電阻的降低，電路自動恢復其功能，而不是需要重新設置。
另一種可能的應用是儲存熱量，比如從太陽能集熱器系統中儲存熱量，然后用它來加熱水或家庭或發電。該系統在固態時的熱導率大大提高，有助于傳遞熱量。
本質上，研究人員所做的是將一種物質的微小薄片懸浮在液體中，就像水一樣，在凝固過程中形成晶體。在他們最初的實驗中，他們使用了懸浮在液態十六烷中的石墨薄片，但他們展示了其過程的通用性，證明了其他材料組合中的電導率的控制。本研究中使用的液體具有接近室溫的熔點——有利于接近周圍環境的操作——但該原理也適用于高溫使用。
這一過程是有效的，因為當液體結冰時，其形成的晶體結構的壓力會將漂浮的微粒推向更緊密的接觸，從而增加它們的電導率和熱導率。當它融化時，壓力就會減輕，電導率下降。在他們的實驗中，研究人員使用了一種懸浮液，它只含有0.2%的石墨薄片。這種懸浮狀態非常穩定:粒子在液體中被無限期地懸浮著，就像在混合后的三個月里檢驗混合物的容器所顯示的那樣。
許經理說，通過選擇不同的液體和懸浮在液體中的不同材料，可以隨意調整變化發生的臨界溫度。
“利用相變來控制納米復合材料的導電性是一個非常聰明的想法，”德州大學奧斯汀分校的機械工程教授李石說。他補充說，就他所知，“這是這種新方法的第一個報告”，以產生這樣一個可逆系統。
“我認為這是一個非常重要的結果，”俄亥俄州立大學物理和航天工程教授Joseph Heremans說。“熱交換器是存在的”，但涉及到由不同材料組成的不同部分，而“這里我們有一個沒有宏觀運動部件的系統，”他說。“這是出色的工作。”
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