颠覆传统物理定律，日本成功开发“可程式化”智慧材料精准操控热辐射
2026-7-18 寰宇科学
大阪公立大学（OsakaMetropolitanUniversity）的国际研究团队成功开发出一款具备“可程式化”特性的新型智慧材料，赋予人类前所未有的热辐射操控能力。这项技术成功打破了传统物理上的“互易性”限制，未来有望在能源系统、红外线感测器、热能装置，以及次世代“光子记忆体”等领域带来革命性发展。
在传统物理学中，材料吸收与放射热能的模式是对称的：若能从特定方向与波长高效吸热，必定也会以相同方式散热。这种被称为“互易性”的对称关系，长久以来成为科学家独立控制热流的一大阻碍。
为了突破这道门槛，研究团队创新地将磁光材料与相变材料GST结合，成功打造出一种能够调控热辐射方向的崭新装置。
与旧有技术相比，这项新装置解决了过去切换不稳定、且一旦断电就会失去设定状态的问题。新系统大幅提升了切换的可靠性，即使在移除电力、没有持续供电的情况下，依然能保留已写入的设定，仿佛像微晶片储存资料一样“记住”热的状态。
此外，新技术更成功克服了极限入射角度的障碍。过去的设计往往只能在光线以极斜角度入射时才能运作；而实验证明，新装置即使在“接近正入射”的条件下，依然能依照入射光的方向呈现精准的不同反应，展现出高度的灵活性。
研究共同作者村井俊介表示，这项突破让热辐射展现出了更为“智慧”的行为。若能将其进一步实用化，将可大力推动新一代高效率红外线发射器、热能转换装置、感测器与光子记忆技术的进程。
针对未来的发展蓝图，大阪公立大学教授冈本晃一总结指出，团队的最终目标，是打造出能像“电子电路控制电流”那样，主动且精准控制热辐射的紧凑型装置。这不仅将催生更聪明的红外线感测与更高效率的能源系统，更将为利用“光与热”储存资讯的新型记忆体铺平道路。
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