手機發燙、電腦性能下降、電池續航縮水……這些困擾，都指向同一個難題：先進電子器件的熱管理。簡單說，就是電子器件控溫問題——如果熱量不能及時導出，不僅會縮短設備壽命、降低性能，還會有安全風險。

　　北京大學先進制造與機器人學院劉珂、楊林兩名研究員，從傳統折紙藝術中找靈感，帶著團隊研發出一種雙穩態折紙熱開關，為智能熱管理提供了新思路。相關研究成果發表於國際學術期刊《自然·通訊》。

　　這項科技成果，源於生活觀察。一次，劉珂、楊林在買咖啡時偶然注意到，咖啡杯外層的折紙杯套，隔熱效果不錯。“能不能把折紙結構用於熱管理？”這個念頭打開了科研思路。

　　如果折紙結構不隻用來隔熱，還能在兩種構型間穩定切換，並由此改變熱傳導路徑，那麼是否就能成為一種全新的熱管理器件，像開關控制電流一樣，實現對熱流的穩定、可逆、高效調控？這一設想，成為團隊攻關的關鍵方向。

　　“如果把電子器件比作高速運轉的‘發動機’，那麼溫度就是決定它能否穩定、持久運行的關鍵。”楊林介紹，想要實現熱量的“按需導走”“及時阻斷”，做好控熱“開關”並不容易。

　　“電燈開關只要按一下就能控制電路，但類似的思路難以‘搬’來控制熱量。一方面，如果把一個普通的機械開關塞到發熱的芯片和散熱片之間，開關本身就會成為一條傳熱的小路——熱量會順著它‘偷跑’出去，關也關不嚴。另一方面，電燈開關得靠人去按，而電子器件發熱的時候，不可能用另一個會發熱的電子器件幫它控制開關。”劉珂說。

　　在折紙藝術中，平面的紙可以隨意折疊成三維形狀。參考這一思路，團隊做出了熱開關的雛形，並在折痕中嵌入了“溫度感應器”——一個由記憶合金和扭簧制成的熱驅動器。

　　神奇的現象發生了：溫度一升高，折紙就自己翻折，打開散熱通道﹔溫度一降，它又恢復原狀，切斷熱量傳遞。這個熱量控制過程十分精准，不需要人為操作。

　　目前，團隊已在電池、功率放大器、藍牙芯片等多種設備上完成了驗証，器件運行過程中，能自動把溫度控制在理想區間。

　　“雙穩態折紙熱開關不僅在開關比和開關速度這兩個關鍵性能參數上表現出色，還實現了熱開關的自感、自驅、自控。”劉珂說。

　　雙穩態折紙有個天生的本領：不需要持續供電，就能“記住”並“調整”自己的狀態。這為“熱邏輯電路”提供了可能。未來的計算機或許不光用電做運算，還能用熱量傳遞信息。

　　“同時，這種幾何結構主導的設計具有良好的可縮放性，我們正在將其從厘米級縮小到芯片級，為未來面向芯片級集成的像素化、可編程熱管理提供新的思路與方法。”劉珂說。

　　《 人民日報 》（ 2026年07月11日 06 版）