利用MEMS控制纳米光束之间距离，实现更强的热传递
2016-04-11 21:04:35   来源：麦姆斯咨询   评论：0   点击：

根据美国哥伦比亚大学工程学院、康乃尔大学与斯坦福大学等校组成的研究团队表示，通过MEMS将两种不同温度的物体控制在约40nm的距离而不必让彼此直接接触，就能够实现较以往预测的理论值更强大100倍的热传递能力。

由红外线传递的辐射热通常比传导与对流的热传递更小得多。如今，这支由哥伦比亚大学教授Michal Lipson与斯坦福大学教授Shanhui Fan带领的研究团队，打造出一套利用两平行线之间光源传热的机械系统。

“在隔离约40nm的微小距离时，我们几乎达到了较古典预测更强100倍的热传递，”Lipson教授表示，其研究团队是第一次达到可用于能源应用的性能级，例如用太阳光电（PV）电池将热能直接转换为电能。这可经由在PV电池的能隙频率上辐射热能而实现。

Lipson教授主导的研究团队证实，在深次波长范围内，平行的碳化硅纳米光束之间可实现近场雷射热传递。他研究人员以MEMS执行器控制光束之间的距离，并利用纳米光束在张力之下的机械稳定度使热挫曲效应减至最低，从而使其即使于较大热梯度时也能持续控制纳米级的隔离。

MEMS可在不同温度范围内控制纳米光束之间的距离，实现更强的热传递

经由这种方式，该研究团队将不同温度的两种平行物体置于彼此约42nm的距离，即可观察到物体之间的热传递较传统黑体辐射原理的预测值更强100倍。在温差高达260度的范围内可重覆观察到这样的结果。由于转换效率与冷热物体之间的热差异成正比，这一研究能达到如此高温差的结果极具价值。

该研究的主要作者Raphael St-Gelais表示，利用这种光传递控制热流的能力，将会对于PV电池的发电带来重要影响。

研究人员们在邻近PV电池处打造热导线的纳米网格矩阵，提高了热能转换成电能的可能性。这种模组可用汽车引擎中，将耗费的热量转变成有用的电能。