研究發現扭曲的材料同時具有導熱和隔熱的作用

管理熱量是電子和工程領域的一個主要挑戰，通常是用傳導或隔絕熱量的材料來控制的。現在，一種新材料模糊了這一界限，它在一個方向上阻擋熱量，但在另一個方向上傳導熱量。電子設備發熱是影響系統設計的一個惱人的副產品，以免它們在運行時被燒燬。

新材料使用堆疊的薄膜略微旋轉，以防止熱量在層間傳遞，同時仍沿薄膜流動。

但是，隨着電子產品的不斷縮小，冷卻或通風系統的空間越來越小，如何讓敏感元件遠離那些運行中的熱源成為一個更大的挑戰。

在新的研究中，芝加哥大學的研究人員發現了一種製造特別適合這項工作的材料的方法。這些新材料既不是絕緣體，也不是導體，而是可以同時兼而有之，防止熱量向一個方向移動，但允許它在另一個方向自由移動。

該研究的第一作者Shi En Kim説：“電子學的最大挑戰之一是在這種規模下處理熱量，因為電子學的一些組件在高温下非常不穩定。但是，如果我們能使用一種既能導熱又能在不同方向隔熱的材料，我們就能從熱源--如電池--吸走熱量，同時避免設備中更脆弱的部分。”

材料的關鍵是一層二硫化鉬的薄膜。通常情況下它是很好的熱導體，但該團隊發現，通過堆疊該材料的薄片，然後稍微旋轉每一個，熱量就幾乎完全無法在垂直方向的層間傳遞。然而，它仍然可以通過板材本身進行水平移動。

在實踐中，這種技術可用於製造熱屏蔽，它不僅可以阻擋熱量，還可以將其傳送出去。這不僅可以防止像電池這樣的部件加熱附近敏感的電子產品，而且還可以使它們不被自己困住的熱量所損害。

這項技術還可以在其他方面改進電子產品，例如製造更有效的熱電發電機--通過熱側和冷側的温度差產生電流的裝置。

重要的是，研究人員説，可能不僅僅是二硫化鉬能夠實現這種效果--他們懷疑其他相同排列的材料也能實現這種效果。

這項研究發表在《自然》雜誌上。