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热超构材料的研究进展
  • ISSN号:0379-4148
  • 期刊名称:《物理》
  • 时间:0
  • 分类:O175.27[理学—数学;理学—基础数学]
  • 作者机构:[1]复旦大学物理系应用表面物理国家重点实验室,上海200433
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划(批准号:2011CB922004)、国家自然科学基金(批准号:11075035;11222544)、霍英东教育基金(批准号:131008)资助项目;上海科委启明星项目(批准号:12QA1400200)
中文摘要:

由于光波、声波、地震波和水波都遵循波动方程,所以,2006年光学隐身衣(optical cloak)原理在Science杂志上发表后,光学隐身衣的设想很快就从最初的光波推广到了声波、地震波和水波,至今方兴未艾。由于热传导满足的是扩散方程,并且波动方程与扩散方程在物理机制上迥异,这就使得把光学隐身衣推广到热学隐身衣的尝试不得不面临来自原理上的挑战,可能也正因为如此,国际上对热超构材料的研究非常缓慢:早在2008年,就有学者在光学隐身衣的启发下,通过有限元模拟,揭示了热学隐身衣和热流反转等反常热功能或热现象,从而提出热超构材料(thermal metamaterial)的概念,但是,直到2012年,这个概念才被实验验证。由于其中蕴含着巨大的潜在应用价值,该实验工作发表后,热超构材料开始得到国际同行的广泛关注。文章的主要目的就是向读者介绍这一类新型功能材料——热超构材料的物理原理、发展历程及其理论和实验研究进展。

英文摘要:

The principle of optical cloaking, first published in Science in 2006, has been quickly extended from light waves to acoustic, seismic, and water waves, as they all obey the wave equations. Because thermal conduction satisfies diffusion equations as well as wave equations, and the former have different physical mechanisms, the extension from optical cloaking to thermal cloak- ing is a greater challenge. Thus, research on thermal metamaterials has been very slow. As early as in 2008, various counter-intuitive functions and properties like thermal cloaks and thermal inverters were proposed on the basis of finite element simulations, and the concept of thermal metamaterials was introduced. However, this concept was only demonstrated experimentally in 2012. On account of their potential applications, thermal metameterials soon received much attention from the internation- al community. The main aim of this review is to describe this new type of functional material- thermal metamaterials. We shall present an overview of their physical principles, history, and prog- ress in both theoreical and experimental research.

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期刊信息
  • 《物理》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:朱星
  • 地址:北京603信箱
  • 邮编:100190
  • 邮箱:physics@aphy.iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649470 82649266
  • 国际标准刊号:ISSN:0379-4148
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1957/O4
  • 邮发代号:2-805
  • 获奖情况:
  • 2002年中国科协优秀期刊三等奖,2000年度中科院优秀期刊一等奖,2001年入选“中国期刊方阵”,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:8902