摘要：使用小于沙子的热传感器，工程师在单个分子中测量了振动或声子。...

想象一下，您正在弹吉他 - 每个弦的弹奏都会产生声波，该声波振动并与其他波浪互动。

现在，将这个想法缩小到一个小分子，而不是声波，而是携带热量的图片振动。

Cu Boulder的Paul M. Rady机械工程系的一组工程师和材料科学家团队最近发现，这些微小的热振动（否则称为声子）可以像音符一样互相干扰 - 根据分子的“分子”如何“ stromple”，可以像互相说明一样 - 互相放大或取消。

声子干扰是从未在室温下以分子尺度测量或观察到的东西。但是该小组开发了一种新技术，该技术有能力展示这些微小的振动秘密。

突破性的研究由Longji Cui助理教授及其团队在CUI研究小组领导。他们的工作由国家科学基金会与来自西班牙（Ciencia de Ciencia de Medialtes de Madrid，UniveridadAutónomade Madrid）合作，意大利（Istituto di Chimica dii costi Organometilici）和Cu -Boulder Chemistion（Cu Boulder of Chemistion）自然材料。

该组织表示，他们的发现将帮助世界各地的研究人员更好地了解声子的身体行为，这是所有绝缘材料中主要能量载体。他们相信有一天，这一发现可以彻底改变未来电子和材料中如何管理散热。

CUI说：“干扰是一种基本现象。” “如果您有能力了解最小级别的热流的干扰，则可以创建以前从未做出的设备。”

世界上最强的耳朵

CUI说，分子语音或分子中的声子研究主要是理论上的讨论。但是，您需要一些非常强烈的耳朵才能直接“聆听”这些分子旋律和振动，而该技术根本不存在。

也就是说，直到Cui和他的团队介入。

该组设计了一个小于沙子甚至锯末颗粒的热传感器。这个小探针是特殊的：它具有破纪录的分辨率，使他们可以抓住分子并在最小水平上测量声子振动。

使用这些专门设计的微型热传感器，团队研究了通过单分子连接的热流，发现某些分子途径会引起破坏性干扰 - 声子振动的冲突以减少热流。

CUI实验室的博士生，研究的主要作者Sai Yelishala说，这项研究使用其新颖的扫描热探针是对室温下破坏性声子干扰的首次观察。

换句话说，该团队已解锁了所有材料诞生的规模上管理热流的能力：一个分子。

Yelishala说：“假设您在海洋中有两波水，彼此之间的移动。海浪最终将彼此坠毁并在介于两者之间造成干扰。” “这被称为破坏性干扰，这就是我们在本实验中观察到的。了解这种现象可以帮助我们抑制热量的运输，并以极为小且前所未有的规模增强材料的性能。”

微小的分子，巨大的潜力

开发世界上最强的耳朵来衡量和记录从未见过的声子行为是一回事。但是这些微小的振动到底是什么？

Yelishala说：“这只是分子语音的开始。” “在散热方面，新时代的材料和电子设备在散热方面有很多关注点。我们的研究将帮助我们研究分子中的化学，身体行为和热量管理，以便我们可以解决这些问题。”

以有机材料为例，例如聚合物。其低导热率和对温度变化的敏感性通常会带来巨大的风险，例如过热和降解。

也许有一天，在声子干扰研究的帮助下，科学家和工程师可以开发一种新的分子设计。一种将聚合物变成类似金属的材料，可以利用建设性的声子振动以增强热传输。

该技术甚至可以在热电学等领域发挥重要作用，也称为使用热量发电。在该学科中减少热流和抑制热运输可以提高热电设备的效率，并为清洁能源使用铺平道路。

该小组说，这项研究也是他们的冰山一角。他们的下一个项目和与Cu Boulder化学家的合作将扩大这种现象，并使用这种新颖的技术在分子尺度上探索其他语音特征。

Yelishala说：“几乎所有材料都会旅行。” “因此，我们可以使用我们的超敏感探针以最小的自然和人工制造的材料进行指导。”