教科書將改寫:第4種熱傳遞方式被發現

傳熱方式有幾種

IT之家12月19日訊息 據環球科學報道,在中學物理課上,我們學習了熱量的3種傳遞方式:透過直接接觸傳遞熱量的熱傳導、透過液體或氣體介質傳熱的熱對流,以及由光子(電磁輻射的載體)傳熱的熱輻射。其中,除了熱輻射,前兩種熱傳遞方式都無法在真空中進行。

教科書將改寫:第4種熱傳遞方式被發現

不過,一項近期發表於《自然》雜誌的實驗首次證明,量子效應可以讓聲子在真空中傳遞熱量,在不借助光子的情況下,讓熱量從真空中的一點傳到另一點。終於,一種全新的熱傳遞方式被找到了。

在這篇最新論文中,為了在幾百奈米的尺度下實現聲子的傳熱,加州大學伯克利分校的張翔帶領團隊開展了實驗。他們使用了兩片氮化矽薄膜,每片只有約100奈米厚。膜中振動的原子使每張膜都以一定頻率前後振盪,因此當溫度變化時,膜的運動方式也會發生變化。

最終,研究團隊發現,當將兩張膜的距離低於600奈米時,它們的溫度就發生了變化,並且該變化無法用其他理論解釋。當相距不足400奈米時,熱交換的速率足夠讓膜的溫度發生明顯變化。實驗成功後,研究者計算出實驗中聲子傳遞能量的最高效率:約6。5×10-21焦耳/秒。按這個速率計算,如果想要傳遞一個可見光光子的全部能量,則需要50秒。

據悉,這一研究結果或許能幫助工程師處理奈米級技術中的發熱問題。