盖世汽车讯 新一代电子设备，例如新型计算机及其他高功率设备，在运行时需要消耗更多能量。当这些设备高负载工作时，产生的高强度热量会限制其性能和可靠性。因此，科学家们一直在寻找性能更优、更加可持续的新型材料，以提升设备散热能力。

据外媒报道，美国田纳西州大学诺克斯维尔分校（University of Tennessee at Knoxville）材料科学与工程系助理教授Weinan Xu提出了一种基于协同微生物生物合成（synergistic microbial biosynthesis）的新型热界面材料（thermal interface materials, TIMs）制备与加工理念。这种方法利用细菌等微生物来制造功能性材料。

图片来源：美国田纳西州大学诺克斯维尔分校

热界面材料是一类置于电子器件与散热装置之间的专用材料，用于消除微小空气间隙，从而加速热量从设备内部传导出去。通过调控细菌的培养方式以及材料的加工工艺，材料传导热量的能力——即热导率（thermal conductivity）——可以被精确调节。

Weinan Xu的新方法所制备材料的热导率比传统热界面材料高出5至10倍，同时整个制备过程也更加环保和可持续。相关研究成果发表于期刊《Matter》。

Weinan Xu称：“我们的生物复合材料是通过细菌以一种非常独特的方式制造出来的。如果给某些类型的细菌提供糖类作为碳源，并提供金属离子作为金属前驱体，它们就能帮你合成无机和有机材料。这是我们材料的一大优势。它可以在室温水溶液环境中由细菌直接制备，而这与传统化学加工方法形成鲜明对比——传统方法通常需要苛刻化学试剂和高温条件。”

Weinan Xu还表示，DARPA（美国国防部高级研究计划局）对下一代热界面材料的开发高度关注，因为这类材料对于军用电子设备和储能装置至关重要。

Weinan Xu说道：“他们希望开发出一种高性能界面材料，同时要求其制造过程具有环境友好性。而这正是我们通过这项研究实现的目标。”

广泛应用前景

传统热界面材料大多由人工合成混合物制成，在物理性能和可持续性方面存在一定局限。

Weinan Xu将微生物生物合成与先进制造技术相结合的研究，为可持续化和智能化制造提供了一种全新路径，从而提升材料性能、可靠性和使用寿命。

这项研究的潜在影响不仅限于热管理材料领域。

Weinan Xu透露：“事实上，我们正在探索利用类似概念进行稀土元素回收，这也是当前一个非常重要的研究方向。此外，在生物医学应用方面，许多由这种方法构建的结构也具备良好的生物相容性，可用于组织工程。”

Weinan Xu及其团队的下一步目标，是降低这种新型细菌基材料开发工艺的成本，并提高生产效率，使其更易于大规模应用。

Weinan Xu表示：“目前我们采用的方法通常需要几天甚至几周才能制备出最终材料。我们正在与产业合作伙伴洽谈，探索这种材料在热管理、电子设备以及电池领域（例如电动车、无人机等）的商业化应用。这项技术具有很大的规模化应用潜力。”