本报记者 吴 丹

手机发烫、折纸电脑降频、张攻电池续航骤减……这些日常痛点背后，克电隐藏着同一个核心难题：先进电子器件的器件热管理。简言之，高温即如何高效控制电子器件的难题温度。若热量无法及时导出，折纸不仅会缩短设备寿命、张攻削弱性能，克电更可能引发安全隐患。器件

近日，高温北京大学先进制造与机器人学院刘珂、难题杨林研究员团队从传统折纸艺术中汲取灵感，折纸成功研发出一种双稳态折纸热开关。张攻这一创新为智能热管理提供了全新范式，克电相关成果已发表于国际顶级学术期刊《自然·通讯》（Nature Communications）。

灵感源于生活：从咖啡杯套到科研突破

这项前沿科技成果，始于一次日常观察。刘珂与杨林在选购咖啡时，注意到杯外的折纸杯套具有优异的隔热效果。“能否将折纸结构应用于热管理？”这一念头瞬间打开了科研思路。

团队进一步设想：如果折纸结构不仅能隔热，还能在两种构型间稳定切换，从而改变热传导路径，是否就能成为一种全新的热管理器件？其目标是像电开关控制电流一样，实现对热流的稳定、可逆、高效调控。这一设想成为团队攻关的核心方向。

技术痛点：热量“开关”为何难做？

“如果把电子器件比作高速运转的‘发动机’，温度就是决定其能否稳定、持久运行的关键变量。”杨林指出，实现热量的“按需导走”与“及时阻断”，制造控热“开关”极具挑战。

刘珂解释了传统思路的局限性：“电灯开关只需轻按即可控制电路，但此逻辑难以直接‘移植’到热管理领域。一方面，若在发热芯片与散热片间插入普通机械开关，开关本身会成为新的传热通道，导致热量‘偷跑’，无法彻底‘关严’；另一方面，电子器件发热时，无法依赖另一个同样发热的电子器件来手动操作开关。”

创新方案：自感、自驱、自控

受折纸艺术中“平面纸张折叠成三维形态”的启发，团队构建了热开关雏形，并在折痕中嵌入由记忆合金和扭簧制成的热驱动器。

这一设计带来了神奇的效果：
* 升温时：折纸自动翻折，打开散热通道；
* 降温时：结构恢复原状，切断热量传递。

整个过程精准且无需人为干预，实现了热量的自动控制。目前，团队已在电池、功率放大器、蓝牙芯片等多种设备上完成验证，器件能自动将温度维持在理想区间。

核心优势与未来展望

刘珂强调，该双稳态折纸热开关在开关比和开关速度等关键性能参数上表现卓越，更实现了热开关的自感、自驱、自控。

双稳态结构具备一项天然优势：无需持续供电，即可“记忆”并“调整”自身状态。这为未来“热逻辑电路”的发展提供了可能——计算机或许不再仅依赖电子运算，还能利用热量传递信息。

此外，这种基于几何结构的设计具有良好的可缩放性。团队正致力于将其从厘米级缩小至芯片级，旨在为未来面向芯片级集成的像素化、可编程热管理提供新的思路与方法。

《人民日报》 (2026年07月11日 06 版)

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