马尔多瓦解释道，热量和声音的不同在于它们的波频，声波频率较低，在千赫兹级别
热波频率则要高得多，在太赫兹（万亿赫兹）级别。利用热的波性实现对其的控制，

“这是

一种前所未有的创新

”。

　　为了模仿控制声波的手段来控制热量，马尔多瓦的首要任务是降低这些

“热声子”的震

动频率，让其更加接近声音的波频区间。马尔多瓦将这种降频的热量成为

“超音速热波

（

hypersonic heat）”。

　　

“声子可以到达千里之外，但热声子只能到达纳米之外。这就是为什么即使有太赫兹级

别的震动在发生，你也

‘听’不到温度。”马尔多瓦继续解释道，声波频率的跨度相对于较小，

而热量比声音难控制一大原因是频率跨度太大。马尔多瓦说，

“我们要把它的频率降下来”，

要将频率降至热量和声波的边缘区间。为了达成这一目的，他使用了掺入纳米锗粒子的硅材
料，并将这种材质制成薄膜，使热声子的震动频率降到了理想水平。

　　使用此技术后，热波的频率会被集中到

100 到 300 吉赫兹（千兆赫兹），多数热声子

还会以特定方向传播，不会四处发散。达成此目的后，效仿声子晶体的工作模式，便可使用
特定晶体控制热波的通路。因为这种晶体是用于控制热量的，马尔多瓦创造性地将其称为
“热晶体（thermocrystals）”，这是一种前所未有的材料种类。

　　热晶体的应用领域相当广泛，比如热能发电，之前的热电材质无法控制热量的方向，
好比一颗石子丢进水中，潋滟四面八方。但这种新技术通过对热子的处理，实现了热波的定
向传播，可以方便快捷地把热量转化为电能，大大提高转化效率。马尔多瓦补充道，热波单
向传播的特性还可被用于制造热能二极管，诸如此类等等。

　　此技术的另一用途是将热量汇聚到一个极小的点上，就像凸透镜把光汇聚到一个点上
一样，利用热晶体的特性，人们说不定还能制造出可见光及微波无法探测到的

“隐形衣”。

　　北卡罗来纳州

RTI 国际研究院固体热力学中心（Center for Solid State Energetics）的高

级研究总监罗摩

·文卡塔萨布拉曼尼亚（Rama Venkatasubramanian，好长的名字）表示，使

用固体材料控制热能是一个非常有意思的尝试。但他补充说，此模型还不够成熟，

“关于不

同声子波长的理论很复杂，温度如何影响热传导比率的因素也必须被考虑在内，别说是纳
米材料了，连简单材质都难考量这些因素。不过，这份研究的出炉可以引起许多人的兴趣，
并引导人们在这个方向上进行更多的探索。

”