用于增强非傏热传导的热热力学材料
材料科学
2025-08-06 v1
摘要
热热力学材料的未开发潜力需要同时观察跨多个长度尺度的扩散和波样热传播，这只能通过超越傏的理论来实现。本文演示，精心设计的材料加工显著修改热传播动力学，实现增强的非傏行为。通过将声子散射机制与宏观热通量建立新颖的扰动理论方法，我们直接从粒子动力学推导出双曲型卡坦奥模型，建立了松弛时间与声子寿命之间的直接联系。我们的微观加工系统表现出延长的非傏特征，其中内部界面调节波样能量传播，与扩散傏预测严格不同。这些结果提供了一个统一的框架，将微观相互作用与宏观传输联系起来，解决了卡坦奥模型长期存在的局限性。本工作强调了热热力学材料在超快速热管理和纳米尺度能源应用中的变革性潜力，为下一代热技术奠定了理论基础。
引用
@article{arxiv.2508.03316,
title = {Thermal Metamaterials for Enhanced Non-Fourier Heat Transport},
author = {Harry Mclean and Francis Huw Davies and Ned Thaddeus Taylor and Steven Paul Hepplestone},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.03316},
year = {2025}
}