来源 | Advanced Functional Materials原文 | https://doi.org/10.1002/adfm.202205016伴随集成密度和功耗的快速增长，散热问题已成为电子、电池、太阳能电池和汽车等技术领域发展的关键障碍。散热不良导致的温度升高严重制约了器件的可靠性和耐用性。辅助附件和能源的使用限制了主动冷却方法的实施，如强制对流翅片、热电冷却器和电热冷却器等。被动散热，由于节能方式的优点引起了广泛的关注。银、铜等金属的导热系数高，能有效散热，但超低的红外热发射比(<0.03)严重限制了其辐射散热能力。美国东北大学 Yi Zheng 研究团队演示了一种通过改变氧化反应时间、NaOH浓度和溶液温度处理的化学氧化反应，将“红外-白”金属(高红外热反射率)转化为“红外-黑”金属(高红外热发射率)。该策略通过在金属表面组装纳米结构的金属氧化物薄膜，利用金属-氧化学键的强分子振动，在红外区域（2.5?20μm）上，形成具有0.95的高全向热发射率（从0到60°），同时具有良好的热机械稳定性，从而优化了自发散热。金属氧化物的薄层具有较高的导热系数，在 2418 W m?2 的加热功率下，“红外-黑”铝的温度下降了 21.3℃，冷却效率提高了17.2%。该表面光子工程策略与铜和钢等其他金属兼容，在电子，太阳能电池和电池的热管理中显示出广袤应用前景。研究成果以“Surface Photon-Engineered Infrared-Black Metametal Enabled Enhancement of Heat Dissipation”为题发表于《Advanced Functional Materials》期刊。
图1. “红外-黑”铝的工作机理和制作工艺示意图。
图3. 加工变量对“红外-黑”金属铝表面发射度的影响。
图4. “红外-黑”金属铝的光谱表征和热力学稳定性。
图5. “红外-黑”金属铝的增强辐射冷却性能试验。
