为实现光合细菌(PSB)产氢过程的光分频利用, 用六硼化镧(LaB6)和壳聚糖制备了光热转换发光发热生物材料, 研究了不同LaB6纳米颗粒的生物材料在可见光下的吸光特性和光热转换特性。研究发现: 该生物材料能较好地透过510～650 nm波长的光为PSB产氢供给光能, 而其他波段的光用于激发LaB6粒子产热为PSB提供热能。LaB6纳米颗粒的吸光度及光热转换能力受颗粒尺寸影响显著, 当生物材料中LaB6颗粒平均水力直径为295 nm时, 12 min内的温升速率为0.41 ℃/min, 是载玻片的5.4倍。

为了获得光滑的腐蚀光纤表面, 本文从光纤腐蚀的传质及动力学特性出发, 设计了一种流动腐蚀光纤装置。采用质量百分比浓度为12.5%的氢氟酸(HF)溶液, 研究了石英光纤的组成成分、腐蚀剂温度和流速对腐蚀速率以及腐蚀后光纤表面形貌的影响。实验结果及理论分析表明: 光纤腐蚀速率和表面粗糙度受化学反应速率和传质速率控制; 由于光纤纤芯与包层成分不同, 导致纤芯腐蚀速率高于包层腐蚀速率; 在静态腐蚀条件下, 腐蚀速率随温度呈非线性增长, 且腐蚀后光纤表面粗糙; 在流动腐蚀条件下, 光纤腐蚀速率提高, 并与温度呈线性关系, 腐蚀后光纤表面粗糙度随流速的增加呈现出先减小后增大的趋势; 在流速为0.75 L/min时, 获得了光滑的腐蚀光纤表面。

研究了光滑表面和不同粒径铜粉烧结的多孔表面上，以液氨为工质的喷雾相变冷却的传热特性。研究发现在相同工况下，由于多孔结构的毛细作用和潜在的有效汽化核心数强化了多孔表面的换热性能，多孔表面的换热性能远高于光滑表面。随着烧结铜粉粒径的减小，在核态沸腾区的换热效果增强；对于烧结粒径为28 μm和49 μm的多孔表面，在流量为0.0133 m3 /(m2·s)，热流密度为367 W/cm2时，换热系数分别高达100612 W/(m2·K)和96464 W/(m2·K)；当流量从0.0133 m3/(m2·s)提高到0.0181 m3/(m2·s)时，维持其他实验工况不变，多孔表面的核态沸腾延长，并且推迟临界热流(CHF)密度出现；在热流密度达367 W/cm2时，0.0181 m3/(m2·s)流量下的换热系数达到147503 W/(m2·K)，换热系数相对于0.0133 m3/(m2·s)时提高了约47%。

为了获得光滑的腐蚀光纤表面并精确管理光纤的腐蚀直径，采用自行设计的超声腐蚀系统，在质量百分比浓度为12.5%的氢氟酸(HF)溶液中研究了超声功率和腐蚀温度对石英光纤包层、纤芯腐蚀速率以及腐蚀后光纤表面形貌的影响。研究表明：在HF溶液中，超声扰动有利于提高光纤的腐蚀速率，光纤腐蚀速率与腐蚀时间呈非线性关系，腐蚀表面随着腐蚀的进行越来越粗糙。基于研究结果，进一步采用质量百分比浓度为12.5%的HF溶液和25% 的NH4OH溶液配制了缓冲氢氟酸(BHF)溶液，探讨了光纤腐蚀速率及表面形貌的变化，结果表明：在V (HF)∶V (NH4OH) = 2的BHF溶液中，当超声功率为165 W、腐蚀温度为40℃时，可获得光滑的腐蚀光纤表面和腐蚀速率与腐蚀时间的线性关系。

喷雾相变冷却是一种具有高热流密度散热特点的冷却方式。采用紫铜棒加热器作为热源，通过调节背压阀改变喷淋室压力，重点研究了在高热流密度散热需求下，以液氨为工质的双喷嘴阵列在不同饱和压力下的喷雾相变冷却传热特性。实验结果表明，随着液氨饱和压力的增大，液氨气化潜热的降低有利于喷雾相变由单相强制对流换热向核态沸腾换热的转变；在相同热流密度下，随着液氨饱和压力的增加，热表面温度升高，过热度降低，换热系数增大，冷却能力得到大幅度提高；当热流密度为310 W/cm2，喷淋室压力为4.01×105 Pa时，热表面温度仅为19.5 ℃，换热系数可达1.48×105 W/(m2·K)，为高热流密度散热实现较低温度的冷却技术提供了参考。