可重构、零能量且宽温度范围的损耗助力热非偶极性复合材料

热非偶极性在芯片散热、节能设计和高温超声波治疗中发挥着关键作用，通常通过采用具有非线性、非对流、时空或梯度特性的高级复合材料来实现。然而，这些方法仍面临结构固定、可调性有限、能耗高以及工作温度范围窄等挑战。本文引入一套系统框架，以将浪费的热损耗转化为有价值的调控工具，实现可重构、零能量和宽温度范围的热非偶极性。由自然bulk材料构成的垂直 slab 通过自然对流实现热损耗的非对称，从而破坏热传导的倒置对称性。该系统的可重构性源于可通过调整热导率、尺寸、位置和数量来修改热损耗。此外，该结构允许仅利用环境温度梯度即可精确控制零能量热非偶极性，而无需额外能耗。该研究为实现非偶极性提供了不同于传统方法的途径，拓展了诸如热二极管和拓扑边态等非偶极性器件的潜力，并为其他损耗基系统的非偶极性研究提供了灵感。