台大學者研究 改寫熱傳導模型

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【大紀元7月5日報導】(中央社記者陳至中台北5日電)台灣大學凝態中心助理研究員張之威,發現一種前所未見的無損耗、無碰撞的波動型熱傳導現象,改寫教科書上的模型,發表於國際頂尖期刊「自然奈米科技」。

一般熱傳導過程中,會發生無數次的分子碰撞,自工業革命以來被視為理所當然的定理,如今卻有可能改寫。張之威領導的團隊,發現在一般室溫下,熱能經過「矽鍺奈米線」時,波動性的熱傳導現象能保持8微米長,是鑽石的10倍,幾乎可說是無損耗、無碰撞的波動現象。

張之威表示,矽鍺半導體本身特性,只允許低頻熱能在奈米線中跑,「就像20線的高速公路,只允許載滿50人的客運巴士上去,當然順暢無比、就像路上都沒有車一樣。」

張之威說,熱傳導如果能無損耗、無碰撞,就可將光學的原理運用在熱學上。另外,現在電子元件的設計,都是建構在熱會擴散的基本假設下,未來也可能全部改寫。

張之威說,矽鍺半導體在高科技產業非常常見,但因為導熱差,很少人會拿來研究熱傳導的波動現象。研究團隊一開始也只是想量測看看各種奈米線的傳導性質,無意間發現矽鍺半導體的特色。

台大團隊研究發現的特別之處,在於是在室溫而非低溫中發現,未來應用潛力非常大。張之威說,大部分能源都是由熱轉換成電,新的發現可以讓熱電元件的廢熱,轉換成電力時更有效率。

「熱雖然討人厭,那是因為我們不瞭解它。」張之威今天幽默地說,台灣的夏天悶熱難耐,在這樣的環境下發表熱研究成果,特別有感觸。

張之威特別感謝應用物理所碩士生蕭子綱,花了一年多的時間,在實驗室量測一根根奈米線,每量測一根就得花一個下午,總共放了上萬條,才能有如此成果。

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