回复学术荟萃：研究团队设计了一种聚合物嵌合的具有风车形状的纳米剪纸热管理器件。在可见波段,它可以像窗口一样动态反射或接收太阳能。随着变形高度的增加,纳米窗口打开,窗口面积继续增加,导致可见光透射和吸收增加
学术荟萃
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热辐射是一种普遍存在的基本物理现象，并在照明、温度管理、能源利用、热成像等领域有着重要的应用从而引起广泛的研究兴趣。根据基尔霍夫定律，任何物体的热发射率由其光吸收率决定。这一发射率和吸收率的等价关系表明，热辐射的时间、空间、光谱特性可以通过材料的选择和微纳结构的设计来实现调控。 随着纳米技术在近二十年的快速发展，科学家们利用超表面材料在热辐射的光谱分布、方向性、偏振等静态特性的设计方面已经取得了很大进展。但是，在热辐射的随时间响应的动态操控方面的手段仍有限，亟需发展一种调制能力强、调制维度多、调制方式多的新型热辐射操控手段。 近日，北京理工大学物理学院汪洋研究员、李家方教授团队在动态热辐射超表面研究方面取得重要进展。研究团队探究了螺旋线型、风车线型等剪纸结构在静电力场、机械应力场等的作用下的三维力学形变特征，并观察其在中红外波段的动态光谱响应特性。 研究团队设计了一种聚合物嵌合的具有风车形状的纳米剪纸热管理器件。在可见波段，它可以像窗口一样动态反射或接收太阳能。随着变形高度的增加，纳米窗口打开，窗口面积继续增加，导致可见光透射和吸收增加。通过在底部设计掺杂的硅或其他吸收材料，该装置可以有效地控制太阳能的吸收。另一方面，在红外波段，风车结构可以调节热辐射的峰值波长。 基于纳米剪纸超表面的动态热辐射调控系统具有多物理场调控、多维度光学性质调节和多种材料兼容的优点。特殊的线性设计带来的三维扭转变换，纳米剪纸结构因此在调节热辐射的相位、手性、方向方面也极具潜力。该纳米剪纸微机械系统还不局限于单一材料，金、银、铝、半导体、相变材料等均可。因此，基于纳米剪纸结构的超表面热辐射调控器件是可重构热辐射的理想操控平台，有望在能源转换、热伪装等领域发挥重要作用。
