冷暖自知——隐热衣可让热量弯曲传导

利用特殊的超介质材料让光线、声音绕过物体传播，能达到隐形、隐身的效果。最近，德国卡尔斯鲁厄理工学院的研究人员成功演示了超材料同样也能影响热的传导。他们的“隐热”衣能让热力“弯曲”似的、绕过中央的隐藏区而传导。

这种“隐热”衣是用铜和硅制造的一个盘子，盘子虽能导热但其中心的圆形区域却不会受热力影响。“这两种材料必须排列得十分巧妙。”研究人员解释说，铜是热的良导体，而所用的硅材料叫做PDMS，是一种不良导体。他们给一个薄铜盘制作了多重环形花纹的硅结构，使它能从多个方向、以不同的速度来传导热量，这样绕过一个隐藏目标所需的时间就能互相弥补。

如果给一个简单的金属盘的左边加热，热量会一致地向右传导，盘子的温度从左到右会呈下降趋势。如果用这种铜硅超介质材料来做这个实验，也会表现出类似现象，但却只在盘子外圈呈现温度从左到右的下降，没有热量能穿透到内部，在内圈没有任何被加热的迹象。

这些成果表明，变换光学的方法可以用在完全不同的热力学领域。虽然光学和声学是基于波的传播，热只是原子的无序运动，但却可以用基本数学公式来计算影响“隐热”衣受热的结构。利用所谓的变换光学方法，能计算出描述热传播的坐标图的扭曲。这种虚拟的扭曲可以变成真实的超材料结构，让入射光沿着被隐形目标弯曲，就好像它不存在似的。

希望这一研究能成为一个基础，为热力学超材料领域的更多深入开发提供支持。在基础研究中，“隐热”衣还是相当新的领域。从长远考虑，它可以用在许多地方实现有效的热量管理，如微芯片、电动部件或机器上。