科学家们已经看到石墨内部发生了一些神奇的事情，石墨是铅笔铅笔芯的材料:热量以声速在波中移动。

 

这一惊人的速度有几个原因:热量不应该像波一样运动——它通常会从振动的分子向各个方向扩散和反弹;如果热能以波的形式传播，它就能从源向一个方向移动，就像同时从一个物体上消耗能量一样。总有一天，石墨中的这种传热行为可以用来瞬间冷却微电子学。也就是说，杏耀代理如果他们能让它在一个合理的温度下工作(他们在零下240华氏度或零下151摄氏度的低温下工作)。

 

“如果它能在某些材料中达到室温，那么就有应用前景，”麻省理工学院的化学家、研究人员基思尼尔森(Keith Nelson)对Live Science说。[物理学中18个最大的未解之谜]

 

坐上热力火车

 

研究人员用加热的水壶描述了“正常”的热量运动——在关掉燃烧器后，热能搭在空气分子上，空气分子相互碰撞，在这个过程中传递热量。这些分子向各个方向反弹;其中一些分子分散到水壶里。随着时间的推移，壶里的水和周围环境在相同的温度下达到平衡。

 

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在固体中，分子不运动是因为原子被固定在一定的位置上。尼尔森说:“声波是可以移动的东西。

 

相反，热跃迁到声子上，或小的声音振动包;声子可以反弹和散射，携带热量，有点像水壶里的空气分子。

 

奇热浪

 

但在这个新实验中，情况并非如此。

 

陈之前的理论工作预测，当热量通过石墨烯或石墨烯时，可能会像波一样传播。为了验证这一点，麻省理工学院的研究人员在石墨表面交叉了两束激光束，形成了所谓的干涉图样，其中有平行线，没有光。这在石墨表面形成了相同的加热区和非加热区。然后，他们将另一束激光束对准装置，看看它击中石墨后会发生什么。

 

尼尔森说:“通常情况下，热量会逐渐从加热区扩散到非加热区，直到温度模式被冲走。”“相反，热量从受热的区域流向不受热的区域，甚至在所有地方的温度都相等之后，热量还在继续流动，所以不受热的区域实际上比原来受热的区域更热。”与此同时，受热区域比不受热区域更冷。这一切都发生得惊人的快——和声音在石墨中正常传播的速度差不多。

 

尼尔森在接受《生活科学》杂志采访时说:“热量流动得更快，因为它像波浪一样运动，没有散射。”

 

他们是如何让这种被科学家们称为“第二声”的奇怪行为在石墨中发生的?

 

“从根本上说，这不是普通的行为。在任何温度下，第二种声音只能在少数几种材料中测量到。我们所观察到的任何异常现象都对我们的理解和解释提出了挑战。

 

他们的想法是这样的:石墨，或者说3D材料，杏耀注册有一种分层结构，其中薄碳层几乎不知道另一层在那里，所以它们的行为有点像石墨烯，这是一种2D材料。由于尼尔森所称的“低维性”，在石墨的一层中携带热量的声子不太可能在其他层中反弹和散射。此外，在石墨中形成的声子，其波长大多太大，在与晶格中的原子碰撞后无法向后反射，这种现象被称为反向散射。这些小音包确实会分散一点，但主要是朝一个方向传播，这意味着平均而言，它们可以更快地传播很远的距离。