研究职员创造,在特定条件下,热量可以像流体一样在纯化的石墨中移动,导致电子设备中更有效的散热。这种征象被称为 \公众声子Poiseuille流\"大众,不雅观察到的热传导率是天然石墨的两倍以上,并在智好手机、打算机和LED中具有潜在的运用。资料来源:东京大学工业科学研究所
在对热力学的现代理解之前,科学家们有时认为热是一种叫做\公众Caloric\"大众的液体。然而,我们现在知道,热量实际上是构成材料的振动原子或分子所拥有的随机动能。有时,这些振动可以被认为是被称为声子的物理粒子,它们是半导体中热传导的紧张贡献者。在某些材料中,如石墨,声子的行为办法可能确实与流体非常相似。然而,这一理论仍旧相对晦涩难懂。
现在,由东京大学工业科学研究所领导的一个研究小组已经利用理论和实验结果来更好地理解声子的流体性子。他们表明,当石墨样品由同位素纯碳制成时,意味着只有碳-12原子存在,热量可以更快地传导,险些像水在管道中流动一样。这被称为\公众声子Poiseuille流\"大众,是基于粘性流体在封闭管道中流动的理论。这种效应在温度约为90开尔文的石墨中最为强烈。然而,天然石墨含有大约1%的其他碳同位素,特殊是碳-13,这限定了天然样品的这种效应。

\"大众我们的研究澄清了石墨中形成声子Poiseuille流的理论标准,这种材料显示出强烈的各向异性,这在以前是不清楚的,\"大众紧张作者黄鑫博士说。
石墨在铅笔芯当中最常见,是非常便宜和随意马虎生产的。因此,它已经被用于一些电子设备的散热,这些设备在运行中会产生大量的废气。利用最多有0.02%碳-13的纯化石墨,该团队能够不雅观察到热传导率是天然石墨的两倍多。这种增强只发生在一个特定的温度范围内,这一事实证明声子的流体式集体运动是一种机制。
高等作者Masahiro Nomura教授说:\"大众在传统的Poiseuille流中,速率在中央附近是最高的,这便是我们实验中声子所发生的情形。除了石墨之外,这种征象在固体氦和黑磷中也被不雅观察到。理论上,这种征象乃至在室温下也是可能的。这项事情可以帮助保持敏感的打算机处理器的冷却,纵然它们在设备内的密度增加。\"大众