来自莱斯大学的研究人员已经完成了第一个关于3D氮化硼如何作为一种可调谐材料来控制小型电子设备的热流的理论分析。
Rouzbeh Shahsavari和Navid Sakhavand的研究发表在本月的美国化学学会杂志《应用材料和界面》上。
六方的氮化硼(h-BN)是二维的，也就是白色石墨烯，看起来就像碳原子厚度的石墨烯。一个被充分研究过的区别是，h-BN是一种天然绝缘体，完美的石墨烯没有电障碍。
但像石墨烯一样，h-BN是一种良好的导热体，可以以声子的形式量化。(技术上讲，声子是原子集体激发的一部分——“准粒子”。)Shahsavari说，使用氮化硼来控制热流似乎值得进一步研究。
他说:“一般来说，在所有的电子产品中，人们都希望能尽可能快、高效地将热量从系统中释放出来。”“电子技术的一个缺点是，尤其是当你在基材上有分层材料时，热量沿着一个导电平面沿一个方向移动得非常快，但从一层到另一层就不太好了。多层石墨烯层就是一个很好的例子。”天富代理是Q574900吗？
热量也在氮化硼的平面上以弹道方式运动，但Rice的模拟显示，由氮化硼纳米管连接的h-BN平面的三维结构将能够在所有方向上移动声子，无论是平面内还是平面上，Shahsavari说。
研究人员计算了声子如何在四种不同长度和密度的纳米管结构中流动。Shahsavari说，他们发现柱子和平面的交叉点就像黄交通灯一样，不是停止，而是显著地减缓声子从一层到另一层的流动。柱子的长度和密度都对热流有影响:柱子越多或越短，传导速度越慢，而柱子越长，障碍物越少，传导速度越快。
虽然研究人员已经制造出石墨烯/碳纳米管连接，但Shahsavari相信这种连接在氮化硼材料上也同样有希望。“考虑到氮化硼的绝缘性能，它们可以实现并补充基于石墨烯的3D纳米电子技术。
Shahsavari表示:“这种类型的3D热管理系统为热开关或热整流器提供了机会，在这种系统中，单向流动的热量可能与反向流动的热量不同。”“这可以通过改变材料的形状，或者改变它的质量——比如一边比另一边重——来创造一个开关。”热量总是倾向于单向运动，但反向运动的速度会慢一些。”天富代理是Q574900吗？
Shahsavari是土木与环境工程、材料科学和纳米工程的助理教授。萨哈万曾是赖斯大学的研究生。
国家科学基金会和水稻土木与环境工程系支持了这项研究。研究人员使用了美国国家科学基金会资助的达芬奇超级计算机，该计算机由赖斯的肯·肯尼迪信息技术研究所管理。他们还使用了由美国国立卫生研究院、IBM、思科、Qlogic和自适应计算所支持的计算资源。
