我们知道，不同材料的导热能力是不同的，比如聚苯乙烯泡沫塑料和铜，两种材料的导热能力上就有很大的差距。不过德国马克斯·普朗克聚合物研究所（MPI-P）和拜罗伊特大学的科学家现在开发出了一种新颖、极薄且透明的材料，该材料在不同的传热方向上具有不同的导热特性。它在一个方向上具有非常好的导热性，而在另一个方向上却显示出非常好的隔热性。

　　隔热和热传导在我们的日常生活中起着至关重要的作用，从计算机处理器（在其中重要的是尽快散发热量）到房屋（在房屋中，良好的绝缘是能源成本的关键）都在发挥着重要的作用。一般来讲，我们会将较轻的多孔材料（例如聚苯乙烯）用于绝热，而将较重的材料（例如金属）用于散热。MPI-P与拜罗伊特大学的科学家共同开发了一种新材料，可以同时兼顾这两种特性。

　　该材料由晶圆厚度的玻璃层板交替组成，在这些薄板之间还插入了多个聚合物链。拜罗伊特大学教授马库斯·雷奇（Markus Retsch）表示：“原则上，我们以这种方式生产的材料符合双层玻璃的原理。当然，不仅只有两层，而是有数百层。”

　　垂直于各层观察到良好的热绝缘。用微观的术语来说，热量是材料中单个分子的运动或振荡，并传递给相邻分子。通过在彼此之上构建许多层，可以减少这种传递：每个新的边界层都会阻止一部分热传递。相比之下，一层内的热量可以很好地传导-没有界面会阻碍热量的流动。总体而言，一层内的传热比垂直于层的传热高40倍。

　　平行于层的热导率与计算机上常用的导热膏的性能相当。对于基于聚合物/玻璃的电绝缘材料，该值异常高-比市售塑料高出六倍。

　　为了使材料有效发挥功能并保持透明，必须以非常高的精度生产这些层，任何不均匀性都会干扰透明性，就像在一块有机玻璃上产生划痕一样。每层只有一毫米的百万分之一，即一纳米。为了研究层序列的均一性，在拜罗伊特大学无机化学教授约瑟夫·布鲁（Josef Breu）的小组中对该材料进行了表征。

　　“我们使用X射线照亮材料，”Breu说。“通过叠加这些光线，这些光线被各个层反射，我们能够证明这些层可以非常精确地生产出来。”

　　为什么这种层状结构沿着或垂直于各个玻璃板具有如此不同的特性？费塔斯（Fytas）教授解释道：使用基于激光的特殊测量，他的小组能够表征声波的传播，就像热也与材料分子的运动有关。Fytas说：“这种结构化而又透明的材料非常适合解释声音在不同方向上的传播方式。” 不同的声速允许得出与方向相关的机械性能的直接结论，而其他任何方法都无法获得这些结论。

　　研究人员后续的研究方向是更好地了解玻璃板的结构和聚合物成分如何影响声音和热量的传播。研究人员看到了在高性能发光二极管领域的一种可能的应用，其中玻璃聚合物层一方面用作透明封装，另一方面可以从侧面散发释放的热量。