在增强现实（AR）技术领域，一场关于材料创新的革命正在悄然进行。近年来，AR眼镜制造商与碳化硅（SiC）企业的合作日益紧密，众多行业巨头纷纷公布合作进展，这一趋势背后隐藏着怎样的奥秘？西湖大学与慕德微纳的最新研究成果为我们揭示了答案。

近日，这两家机构联合发布了一篇题为《电子设备散热新突破：高导热透明辐射散热器》的论文，介绍了一种革命性的智能眼镜光学镜片设计。该镜片采用碳化硅材料，旨在实现高效的热管理，成功将微型投影装置（智能眼镜中的关键发热元件）的表面温度从54.3°C大幅降低到29.1°C。

这项创新设计包含两大核心组件：一是具备卓越导热性能的碳化硅光学镜片；二是SiO2/TiO2/ITO多层结构。尤为引人注目的是，这种新型散热器仅需沉积一层微米级的薄膜，无需任何外部组件便能实现显著的散热效果，被视为可穿戴设备热管理领域的潜力解决方案。

随着AR/VR技术的快速发展，设备的功率不断提升，体积却日益缩小，这导致发热问题愈发严峻。在使用过程中，集中发热区域的温度可能飙升至60°C以上，不仅影响电池续航能力，还可能给用户带来不适甚至潜在伤害。因此，高效冷却成为AR/VR产品开发的关键。

传统的电子设备冷却方法主要包括热传导和热对流。热传导通过高导热材料将热量传递至冷却端，常见于CPU和LED照明中；热对流则利用流体运动进行传热，可以是自然冷却或主动式冷却。然而，这些方法往往需要额外的冷却系统或散热面积，对电池续航和设备小型化构成挑战。

相比之下，辐射冷却作为一种常被忽视但至关重要的冷却方式，其工作原理是将设备发射的电磁波波长调整至与“大气窗口”相对应的波段，使热量能够穿透地球大气层，散失到接近绝对零度的外太空中。这种方法无需额外电能，也不会产生废热，广泛应用于建筑、车辆、纺织品、太阳能电池及可穿戴设备的热管理。

慕德微纳团队正是利用了这一原理，提出了一种基于碳化硅光学镜片的辐射冷却方案。鉴于光学镜片占据AR眼镜表面积的绝大部分，团队通过高热导率材料将热量传递至整个镜片表面，并在镜片上设计了多层结构，既满足镜片透过率的要求，又增强了冷却能力。

具体来说，他们采用了山西烁科晶体提供的半绝缘4H-SiC作为镜片材料，并利用溅射系统和电子束蒸发系统沉积了ITO、SiO2和TiO2薄膜。这些薄膜的巧妙结合，克服了4H-SiC半透明性的挑战，同时优化了红外吸收性能。

实验结果显示，这款碳化硅镜片在可见光谱中实现了0.9的平均透射率，在大气窗口实现了0.8的平均发射率。当与微型投影仪集成时，微型LED投影仪的峰值温度降低了15.4°C，数字光处理（DLP）投影仪的峰值温度也显著降低。这一成果不仅证明了该方法在冷却AR眼镜方面的有效性，也为其在VR眼镜、智能手机屏幕、太阳能电池封装等领域的应用提供了可能。