科学家发现用于热调节的新型固态材料

世界上约90%的能源使用涉及热量的产生或控制，而控制热传输仍然是许多领域的挑战，从微米级和纳米级的电子设备到航空业不等。对于快速发展的热调节应用，强烈需要在低和高导热率状态之间表现出突然转变的材料。

在《 Acta Materialia》上发表的新报告中，由合肥物理科学研究所(HFIPS)的固态物理学研究所(ISSP)的Tong Peng教授和Zhang Yongsheng教授领导的联合小组报告了他们的一项新发现。在硫化物Ni1 -x Fe x S中，在40开尔文的温度间隔内，热导率变化高达200%。

汤教授说：“观察到的热导率变化超过了其他热调节材料所报告的变化，此外，可以通过调节铁浓度来很好地调节工作温度，从而使这种热导率调节方案适应不同的应用需求。 。”

理论物理学家张教授说：“我们进行了理论计算，并发现热导率的大幅度跃迁是由于电子结构在一阶相变时发生了巨大的变化。”

这种材料本质上是易碎的，所以小组做了更多的事情。他们添加了银以改善可加工性和热循环稳定性，这对实际应用是有益的。

导热系数的大幅度提高以及可逆性表明，当前的材料是用于热管理应用的一种新的有前途的材料。此外，六角形硫化物易于合成，原料对环境友好。

这种材料可以有很多应用。例如，它可以用于构造热敏二极管。与电子二极管类似，热敏二极管仅允许热量沿特定方向传播，而沿相反方向阻挡。由于可以自动调节其热导率，因此该材料还可用于保持最佳温度，以抵抗环境温度变化。

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