曼彻斯特大学的研究人员成功测试了一种能够电控热流的装置，该装置适用于飞机和航天器的热管理应用。

由曼彻斯特大学国家石墨烯研究所（NGI）的研究人员领导的国际团队，在高导热性石墨薄膜应用领域取得重大成果。研究成果以“通过可逆离子液体插层实现石墨薄膜中的电控热传输”（Electrically controlled heat transport in graphite films via reversible ionic liquid intercalation）为题发表在《科学进展》杂志上。

研究人员发现，高导热性石墨薄膜在施加电压后，离子会插入石墨层之间。这些离子会干扰声子运动，使导热系数降低高达1300%。

移除电压会排出离子，并恢复其原始的载热能力。这种强大的调节功能使该装置能够根据需要主动“开启”和“关闭”热传导，类似于电子晶体管的功能，只不过传导的是热量而不是电能。

曼彻斯特大学衍生公司SmartIR石墨烯热技术首席研究员兼技术负责人Pietro Steiner博士说：“我们的装置真正具有变革意义的是它能够在太空等极端环境下可靠运行，固态特性和无机械部件的特性使其在可靠性、重量和效率至关重要的航空航天应用领域尤其具有吸引力。”

除了基本的开关功能外，该团队还展示了他们的装置可以主动控制热流向所需的方向。通过配置图案化电极上的电压，他们创建了各向异性的热传导路径，为可编程热管理系统开辟了可能性。

该研究的主要作者Coskun Kocabas教授补充道：“这种热开关技术可以彻底改变飞行器的热调节，提供动态且可重构的解决方案来管理多余的热量，而无需复杂的移动机制或笨重的散热器。”

飞行器通常依靠散热器或机械阀门来排出多余的热量。这些系统会增加重量，并且在振动下存在机械故障的风险。而薄型固态开关则消除了这些限制。它可以在超高真空下工作，并能承受轨道上的辐射水平。

接下来，该团队将测试高热负荷下的开关速度。他们计划将开关与原型电子设备集成。更快的离子运动和替代的插入剂可以进一步提升性能。通过将电信号与热传输直接关联，这项研究为航空航天、电子冷却和自适应绝缘领域的可编程热管理奠定了基础。

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