[发明专利]用于温度控制的装置和方法

说明书

与本公开相一致的材料、组件和方法是针对具有气体的微尺度通道的制造和使用，所述微通道可包括基底(110)和侧壁(120)，所述基底和侧壁可被配置来形成流入开口和流出开口的至少一部分。所述微通道可被配置来适应所述气体在与所述微通道的横截面基本垂直的第一方向上从流入开口到流出开口流动。所述侧壁可具有0.5μm至500μm范围内的厚度，具有0.5μm至500μm范围内的厚度的所述微通道是通过在基底上提供侧壁而部分地形成。

描述

本申请要求2012年10月1日提交的美国临时专利申请No.61/708,619的优先权，其整体内容通过引用合并于此。本申请涉及2009年9月30日提交的共同未决的美国申请No.12/585,981，其内容通过引用合并于此，该共同未决的美国申请本身要求2008年9月30日提交的美国临时申请No.61/101,227的利益。本申请还涉及2011年5月20日提交的共同未决的PCT申请No.PCT/US11/37369，其内容通过引用合并于此，并且该PCT申请本身要求2010年5月23日提交的美国临时申请No.61/347,446的利益。

技术领域

符合本公开的材料、组件和方法是针对具有气体的微尺度通道的制造和使用，这种微尺度通道被配置来控制所述气体的温度。

背景技术

流体-诸如空气-的体积能够以温度和压力表征。当将流体体积看作包括例如氧分子和氮分子的组分粒子的聚集时，处于给定温度的流体的体积可被理解为组分粒子速度的分布。这种分布通常能够以具有与该种气体的温度有关的一平均速度进行表征。

组分粒子内部原子和分子结构，能够提供一系列可达到的内部能量状态，还能影响该种气体的温度分布。与原子或分子相关联的该系列的可达到的内部能量状态反过来也能受其周围环境的几何形状和特性的影响。

发明内容

一方面，一种用于冷却的系统可被配置来适应气体流过微通道。该系统可包括微通道，该微通道可至少包括基底和侧壁，所述基底和侧壁可被配置来形成流入开口和流出开口的至少一部分。气体可包括组分粒子，通过第一压力和第二压力之间的压差的作用促使所述气体流过所述微通道，邻近所述流入开口的所述气体的第一压力为大气压且邻近所述流出开口的所述气体的第二压力小于大气压。此外，所述微通道可被配置以适应气体在与微通道的横截面基本垂直的第一方向上从流入开口到流出开口流动。此外，基底可从一组基底材料中选择，该组基底材料由下列材料构成：铝金属板、阳极化铝、特氟隆(Teflon)镀层铝、涂层铝、石墨烯(graphene)、热解石墨和铜金属板，并且侧壁可从一组侧壁材料中选择，该组侧壁材料由下列材料构成：石墨烯、热解石墨、铝箔和铜箔。此外，侧壁可具有介于约0.5μm至约500μm的范围内的厚度，具有介于约0.5μm至约500μm范围内的厚度的微通道是部分地通过在基底上提供侧壁而形成。

另一方面，一种用于冷却的方法可包括提供至少包括基底和侧壁的微通道，所述基底和侧壁可被配置来形成流入开口和流出开口的至少一部分。所述用于冷却的方法还可包括提供包含组分粒子的气体，并通过第一压力和第二压力之间的压差的作用促使所述气体在与微通道的横截面基本垂直的第一方向上从流入开口到流出开口流动,邻近所述流入开口的所述气体的第一压力为大气压且邻近所述流出开口的所述气体的第二压力小于大气压。此外，基底可从一组基底材料中选择，该组基底材料由下列材料构成：铝金属板、阳极化铝、特氟隆镀层铝、涂层铝、石墨烯、热解石墨和铜金属板，并且侧壁可从一组侧壁材料中选择，该组侧壁材料由下列材料构成：石墨烯、热解石墨、铝箔和铜箔。此外，侧壁可具有介于约0.5μm至约500μm的范围内的厚度，具有介于约0.5μm至约500μm范围内的厚度的微通道是部分地通过在基底上提供侧壁而形成。