各向异性二维材料的热输运及热辐射调控研究进展

二维材料体系中能量输运与宏观体材料存在显著差异.因此,二维材料的热输运和热辐射的研究对微纳器件热管理、辐射制冷等具有重要意义.本文首先总结了典型各向异性二维材料(如WTe2、CrOCl、Ta2 NiS5)的热学特性,分析了材料结构对热输运的影响,展示了在二维材料中调控热流的新机制;其次,针对高功率密度器件散热需求,总结了影响热界面材料性能的关键因素,回顾了利用二维材料各向异性的热输运特性提高聚合物复合材料热导率的新方法,包含空间取向调控、导热网络构建等;最后,围绕辐射制冷、红外伪装等领域应用需求,基于二维材料的独特晶体结构和电子结构,总结了通过离子插层方式调控发射率的新途径,全面分析了主客体结构、外加电场等对红外发射率的影响,展示了优化发射率调控能力的新途径.本文通过梳理相关研究进展,加深了对二维材料热输运和热辐射调控机制的理解,分析了材料制备、物性表征、机制探究中面临的挑战,展望了相关研究的发展方向.