［本站讯］随着电子器件集成度的不断提升，热量积聚与散热不均成为限制性能与安全的关键瓶颈。如何在极端热流密度下（>1000 W/cm2）实现高效、可靠的热管理，已成为全球关注的焦点。近日，山东大学全尺度热管理与能源综合利用中心郭春生教授与澳大利亚皇家墨尔本理工大学（RMIT）贾宝华院士团队合作，在微纳材料科学领域顶尖期刊Advanced Materials（中科院一区，IF: 26.8）发表题为“Beyond Conventional Cooling: Advanced Micro/Nanostructures for Managing Extreme Heat Flux”的综述性论文，系统总结了基于微纳结构的多尺度传热调控机制及其在高热流密度电子器件中的最新应用进展，为未来高性能电子设备的散热设计提供了全新思路。山东大学博士后张元坤为论文第一作者，郭春生教授、林瀚教授和贾宝华院士为共同通讯作者，山东大学为论文的第一完成单位。
图1 基于先进微纳结构的极限热管理技术
文章指出，微纳结构以其卓越的传热性能、微型化特征和高度设计自由度，正成为电子热管理的革命性解决方案。研究团队从多尺度视角出发，深入分析了微纳结构在导热、对流、相变等多种耦合传热过程中的关键作用机制，揭示了其在调控热流路径、强化散热效率方面的独特优势。值得关注的是，论文系统梳理了仿生结构与人工设计热流超材料的最新进展，展示了多种前沿微/纳米级形貌在电子器件散热中的突破性应用。
图2 基于微纳结构的热超材料
作者团队对现有微纳制造与设计技术的优缺点进行了深入比较，明确了实现高性能、可规模化热管理的关键技术挑战与未来发展方向将聚焦于AI智能驱动的散热系统优化、高性能液态金属相变复合材料的设计、非互易辐射传热与固态冷却技术的融合创新、以及高精度低成本微纳制造工艺的突破。论文的发表不仅总结了该领域的最新研究进展，也为探索“如何在微纳尺度精准调控热流”、推动电子热管理技术迈向更高水平提供了系统性框架与理论指导。
图3 集成电子微通道散热器
上述成果受到国家自然科学基金青年项目(52406103)、山东省重点研发计划（2022SFGC0501）等项目资助。
张元坤，山东大学低空科学与工程学院博士后。研究方向为微纳尺度流动与传热理论、新能源高效利用等。在Advanced Materials、International Journal of Heat and Mass Transfer等相关领域期刊发表论文发表10余篇，主持国家自然科学基金（青年C类）、中国博士后面上基金（2025）与山东省博士后创新项目（2025）。
郭春生教授和贾宝华院士带领的全尺度热管理与能源综合利用中心聚焦国际上热学、光子学等学科交叉研究领域中的热点问题，在航天热控环路热管、薄膜热电材料、冷却辐射薄膜技术、海水淡化等方向取得了丰硕的研究成果。近年来，团队在eLight、Nano energy、Engineering、Small等期刊发表多篇论文，并指导学生科研团队在互联网+、挑战杯、节能减排等重要科技竞赛中获奖百余项。
