超薄隔热材料问世：只有十个原子厚，或将颠覆便携电子设备的设计( 四 )

2019-09-01

创新的“三明治”结构设计

纳米材料的异质结构能够集成各个结构基元的性质，可实现对原子和电子结构的调制，从而获得新的功能。这使纳米异质结构的合成设计成为一个充满机遇和挑战的新兴领域，它能让更先进的电子和光子学应用成为可能。但在热应用领域，其相应的进展一直都比较缓慢。

斯坦福大学这次取得了突破，其研究团队通过将原子薄厚的二维材料分层堆叠的方式，开发出一种拥有超高隔热性能的超薄异质结构。他们成功地将单层石墨烯、MoS2 和 WSe2 堆叠在一起，这样形成的薄膜材料的热阻是 SiO2 的 100 倍，并且在室温条件下导热效率优于空气。

在这个“三明治”结构中，石墨烯是单层的，而另外 3 种片状材料均为 3 个原子厚。这样就制成了只有 10 个原子厚的 4 层绝热体。不要以为这种绝热体很薄就没有效果，该结构可以很好地抑制原子的热振动，当原子通过每一层时，都会损失大部分能量。

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