CN117715547A - 加热结构及包括加热结构的气溶胶生成装置 - Google Patents
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Abstract
一种配置成使用表面等离子体共振(SPR)而产生热量的加热结构，该加热结构可以包括基板；以及金属棱柱，该金属棱柱配置成在所述基板上形成至少一个孔，并通过表面等离子体共振而产生热量。
Description
技术领域
本公开涉及一种利用表面等离子体共振(surface plasmon resonance，SPR)而产生热量的加热结构，例如，包括所述加热结构的气溶胶生成装置。
背景技术
目前，正在开发一种通过产生热量来加热对象的技术。例如，可以通过向电阻元件供电来产生热量。作为另一示例，可以通过线圈和基座之间的电磁耦合来产生热量。上述描述是发明人在开发本公开的过程中掌握或习得的，不应被理解为必须是本申请的申请日前公开的一般公知技术。
发明内容
技术问题
本公开的一方面可提供一种利用表面等离子体共振(SPR)产生热量的加热结构及包括加热结构的气溶胶生成装置。
解决问题的技术方案
一种加热结构可以包括基板；以及金属棱柱，该金属棱柱配置成在所述基板上形成至少一个孔并通过表面等离子体共振(SPR)产生热量。
所述至少一个孔可以被所述基板和所述金属棱柱围绕。
所述金属棱柱可以形成彼此分隔开的多个孔。
所述至少一个孔可以具有大致圆形或椭圆形的形状。
所述至少一个孔可以具有约290纳米(nm)至约360nm的直径。
所述第一金属棱柱可以具有面向所述基板的第一基面、与所述第一基面相反的第二基面，以及位于所述第一基面和所述第二基面之间以限定出所述至少一个孔的多个侧面。
所述第一基面和所述第二基面之间的距离可以在大于0nm且小于等于约10nm的范围内。
所述金属棱柱可以包括金属颗粒，所述金属颗粒配置成通过波长范围为约380nm至约780nm的光而共振。
所述基板的导热率可以在大于0瓦每米-开尔文(W/mK)且小于等于约45W/mK的范围内。
一种气溶胶生成装置可以包括：光源；以及加热结构，该加热结构配置成接收来自所述光源的光。其中，加热结构可以包括：基板；以及金属棱柱，所述金属棱柱配置成在所述基板上形成至少一个孔，并通过表面等离子体共振(SPR)产生热量。
一种加热结构可以包括：基板，该基板的导热率在大于0W/mK且小于等于约45W/mK的范围内；以及金属棱柱，该金属棱柱设置在所述基板上，并配置成通过表面等离子体共振产生热量。
所述基板可以包括玻璃。
一种对通过表面等离子体共振而产生热量的加热结构进行制造的方法，该方法可以包括：将多个珠状部施用在基板上；减小所述多个珠状部的尺寸；将多个金属颗粒沉积在所述基板和/或所述多个珠状部上；以及移除所述多个珠状部。
减小所述多个珠状部的尺寸可以包括：使用反应性离子蚀刻(RIE)来蚀刻所述多个珠状部。
减小所述多个珠状部的尺寸可以包括：将所述珠状部的直径减小至约290nm至约360nm的范围。
发明的有益效果
根据一实施例，当加热结构被应用于加热对象时，可以局部加热对象或对多个对象中的一个或多个对象的至少一部分进行加热。根据一实施例，可以在相对较低的能量下将对象加热至预定温度范围。换言之，可以改善加热结构的热效率。根据一实施例的加热结构以及包括加热结构的气溶胶生成装置的效果并不受限于上述效果，未言及的其他效果将通过下面的记载由本领域普通技术人员明确理解。
附图说明
基于参照下列附图进行的详细说明，本公开特定实施例的上述及其他方面、特征，以及优点将变得更加明确。
图1至图3是根据一实施例的被插入至气溶胶生成装置中的气溶胶生成制品的示例附图。
图4及图5是示出了根据一实施例的气溶胶生成制品的示例的附图。
图6是根据一实施例的气溶胶生成装置的框图。
图7至图11是根据一实施例对加热结构进行制造的方法的操作的附图。
图12是根据一实施例的加热结构的部分的俯视图。
图13是根据一实施例的沿图12的线13-13观看的加热结构的截面图
图14是根据一实施例的加热结构的平均吸光度的比较的曲线图。
图15是根据一实施例的加热结构的平均吸光度的比较的曲线图。
图16是根据一实施例的加热结构的附图。
图17是根据一实施例的加热结构的升温程度的比较的曲线图。
图18是根据一实施例的加热结构的升温程度的比较的曲线图。
图19是图示了根据一实施例的气溶胶生成装置的附图。
具体实施方式
在选择实施例中使用的术语时，考虑了实施例的功能，同时尽可能选用广泛使用的通用术语。然而，术语也可能会根据本领域从业人员的意图、先例或新技术等而存在差异。在特定情况下申请人也可能任意选择术语，但对于这种情况，会在说明书的相应部分中详细说明该术语的含义。因此，本公开中使用的术语并非对术语的指定，应根据该术语具有的意义以及本公开的整体内容进行定义。
将理解的是，当某个部分“包括”特定部件时，在没有特别言及反例的情况下，该部件并不排除其他部件的情况，但是还可以包括另一部件。另外，在说明书中使用的“-单元”、“模块”等术语是指用于处理至少一个功能或操作的部件，并且可以被实施为硬件或软件，或者硬件和软件的组合。
下面，将参照附图详细描述本公开的实施例，以使本公开所属的技术领域的技术人员能够容易地实施本发明。然而，本发明可以以许多不同形式来实施，并不受限于文中描述的实施例。
下面将参照附图详细描述本发明的实施例。
图1至图3是图示了被插入至气溶胶生成装置中的气溶胶生成制品的示例的视图。
参照图1，气溶胶生成装置1可以包括电池11、控制部12以及加热器13。参照图2以及图3，气溶胶生成装置1还可以包括汽化器14。此外，气溶胶生成制品2(例如香烟)可以插入至气溶胶生成装置1的内部空间中。
图1至图3中所示的气溶胶生成装置1可以包括与本文描述的实施例相关的部件。因此，本公开所属的领域的普通技术人员应当理解，除了图1至图3所示的部件之外，气溶胶生成装置1还可以包括其他通用部件。
此外，尽管示出了图2及图3中的气溶胶生成装置1中包括加热器13，但也可以根据需要省略加热器13。
图1示出了电池11、控制部12以及加热器13的线形排列(linear alignment)。图2示出了电池11、控制部12、汽化器14以及加热器13的线形排列。图3示出了汽化器14与加热器13并列排列(parallel alignment)。然而，气溶胶生成装置1的内部结构并不受限于图1至图3所示的内部结构。换言之，可以根据气溶胶生成装置1的设计来改变电池11、控制部12、加热器13以及汽化器14的排列方式。
当将气溶胶生成制品2插入气溶胶生成装置1中时，气溶胶生成装置1即可使加热器13和/或汽化器14工作来生成气溶胶。由加热器13和/或汽化器14生成的气溶胶可以通过气溶胶生成制品2传递至用户。
即使当在气溶胶生成制品2未插入气溶胶生成装置1中时，气溶胶生成装置1也可以根据需要使加热器13进行加热。
电池11可以提供气溶胶生成装置1运行所需电力。例如，电池11可以提供电力使加热器13或汽化器14进行加热，并且，可以提供控制部12运行所需电力。此外，电池11可以提供设置在气溶胶生成装置1的显示器、传感器、马达等的运行所需电力。
控制部12可以控制气溶胶生成装置1的整体运行。具体地，控制部12除了可以控制电池11、加热器13以及汽化器14之外，还可以控制气溶胶生成装置1中包括的其他部件的相应的操作。并且，控制部12可以通过确认气溶胶生成装置1中的部件的每个部件的状态来判断气溶胶生成装置1是否处于可运行状态。
控制部12可以包括至少一个处理器。至少一个处理器可以实现为多个逻辑门的阵列，也可以实现为通用微处理器与存储器的组合，所述存储器中存储有可由微处理器执行的程序。此外，对本公开所属领域的普通技术人员而言应理解的是至少一个处理器可以以其他形式的硬件来实现。
加热器13可通过由电池11供应的电力来进行加热。例如，将气溶胶生成制品插入气溶胶生成装置1时，加热器13可以位于气溶胶生成制品的外部。由此，加热后的加热器13可以提高气溶胶生成制品内气溶胶生成物质的温度。
加热器13可以是电阻加热器。例如，加热器13可以包括导电迹线(track)，随着电流流动通过导电迹线，加热器13可以被加热。然而，加热器13并不受限于上面的示例，并且将加热器13加热至期望的温度的任何示例可以是可应用的，并且不限于此。在这里，可以在气溶胶生成装置1中预先设置期望的温度，也可以由用户设置所期望的温度。
作为另一示例，加热器13可以是感应加热器。具体地，加热器13可以包括导电线圈，该导电线圈用于以感应加热的方式来加热气溶胶生成制品，并且气溶胶生成制品可以包括可由感应加热器加热的基座(susceptor)。
例如，加热器13可以包括管状加热元件、板状加热元件、针状加热元件或棒状加热元件，加热器13可以根据加热元件的形状来对气溶胶生成制品2的内部或外部进行加热。
此外，气溶胶生成装置1中可以配置多个加热器13。在这种情况下，多个加热器13可以布置成插入至气溶胶生成制品2内部，也可以配置在气溶胶生成制品2的外部。此外，多个加热器13中的一些加热器13可以布置成插入至气溶胶生成制品2内部，其余加热器可以布置在气溶胶生成制品2的外部。然而，加热器13的形状并不受限于图1至图3中的形状，还可以设置成呈多种形状。
汽化器14可以加热液体组合物来生成气溶胶，并且所产生的气溶胶可以通过气溶胶生成制品2传递至用户。换言之，由汽化器14生成的气溶胶可以沿着气溶胶生成装置1的气流通道行进，并且气流通道可以构造成使得由汽化器14生成的气溶胶通过气溶胶生成制品传递至用户。
例如，汽化器14可以包括储液部(例如，贮存器)、液体输送装置以及加热元件。然而，各实施方式并不受限于此。例如，储液部、液体输送装置以及加热元件可以作为独立模块被包括在气溶胶生成装置1中。
储液部可以储存液体组合物。例如，液体组合物可以是含有挥发性烟草芳香成分的含烟草物质的液体，或者可以是包括非烟草物质的液体。储液部可以被制造成能够从汽化器14中进行拆卸以及能够附接至汽化器14，或者储液部可以被制造成与汽化器14形成为一体。
例如，液体组合物可以包括水、溶剂、乙醇、植物提取物、香料、香味剂、或维生素混合物。香料可以包括例如薄荷醇、薄荷、绿薄荷油、各种水果香味成分等。然而，各实施方式不受限于此。香味剂中可以包括向用户提供不同香味或口味的成分。维生素混合物可以是维生素A、维生素B、维生素C、以及维生素E中的至少一种的混合物。然而，各实施方式并不受限于此。并且，液体组合物可以包括气溶胶形成剂，比如甘油以及丙二醇。
液体输送装置可以将储液部中的液体组合物传递至加热结构。例如，液体输送装置可以是芯(wick)，比如棉纤维、陶瓷纤维、玻璃纤维、多孔陶瓷。然而，各实施方式不限于此。
加热元件可以是配置成对由液体输送装置输送的液体组合物进行加热的元件。例如，加热元件可以是例如金属加热丝、金属加热板、陶瓷加热器等。然而，各实施方式并不受限于此。此外，加热元件可以包括传导丝，比如镍铬合金丝，并且加热元件可以布置为呈围绕液体输送装置卷绕的结构。随着电流被供应，加热元件可以被加热，并且加热元件可以将热传递至与加热元件相接触的液体组合物，并且可以由此来加热液体组合物。最终可以生成气溶胶。
例如，汽化器14还可以被称为烟弹(cartomizer)或雾化器(atomizer)。然而，各实施方式不受限于此。
同时，除了电池11、控制部12、加热器13以及汽化器14之外，气溶胶生成装置1还可以包括通用部件。例如，气溶胶生成装置1还可以包括输出视觉信息的显示器和/或输出触觉信息的马达。另外，气溶胶生成装置1可以包括至少一个传感器(例如，抽吸传感器、温度传感器、用于气溶胶生成制品的插入检测传感器等)。并且，气溶胶生成装置1还可以被制造成具有以下结构：在插入有气溶胶生成制品2的情况下，该结构允许外部空气的流入以及允许内部气体的流出。
尽管图1至图3中未示出，气溶胶生成装置1可以与单独的托架一起构成系统。例如，托架可以用于对气溶胶生成装置1的电池11进行充电。替代性地，也可以在托架与气溶胶生成装置1联接的情况下，托架可以用于对加热器13进行加热。
气溶胶生成制品2可以与通常的燃烧式香烟类似。例如，气溶胶生成制品2可以分为包括气溶胶生成物质的第一部分与包括过滤器等的第二部分。替代性地，气溶胶生成制品2的第二部分也可以包括气溶胶生成物质。例如，设置为呈颗粒或囊状件的形式的气溶胶生成物质也可以被插入至第二部分。
第一部分可以整体地插入至气溶胶生成装置1中，而第二部分可以暴露至外部。替代性地，仅第一部分可以被部分地插入至气溶胶生成装置1中，或者第一部分可以被整体地插入至气溶胶生成装置1中，并且第二部分可以被部分地插入至气溶胶生成装置1中。用户可以在用嘴咬住第二部分的状态下吸入气溶胶。此时，随着外部空气穿过第一部分，可以生成气溶胶，并且所生成的气溶胶可以穿过第二部分而传递至用户的嘴。
例如，外部空气可以通过形成在气溶胶生成装置1中的至少一个空气路径而被引入。在该示例中，用户可以调节形成在气溶胶生成装置1的空气路径的打开或关闭以及/或者空气路径的大小。由此，用户可以调节雾化量、抽吸感觉等。作为另一示例，外部空气还可以通过形成在气溶胶生成制品2的表面上的至少一个孔口(hole)而引入至气溶胶生成制品2的内部。
下面，参照图4及图5来说明气溶胶生成制品2的示例。
图4及图5是示出了气溶胶生成制品的示例的附图。
参照图4，气溶胶生成制品2可以包括烟草棒21及滤棒22。上文参照图1至图3描述的第一部分21可以包括烟草棒21，第二部分22可以包括滤棒22。
尽管滤棒22被示出为具有图4中所示的单个段，但各实施方式并不受限于此。换言之，滤棒22还可以包括多个段。例如，滤棒22可以包括对气溶胶进行冷却的段以及对气溶胶内所含的预定成分进行过滤的段。此外，滤棒22还可以根据需要包括执行其他功能的至少一个段。
气溶胶生成制品2的直径范围可以是5mm至9mm以内，气溶胶生成制品的长度是约48mm。然而，各实施方式不受限于此。例如，烟草棒21的长度可以约为12mm、滤棒22的第一段的长度可以约为10mm、滤棒22的第二段的长度可以约为14mm、滤棒22的第三段的长度可以约为12mm。然而，各实施方式不受限于此。
气溶胶生成制品2可以是用至少一个包装件24包装的。包装件24上可以具有至少一个孔，外部空气通过至少一个孔引入，或者内部气体通过至少一个孔流出。作为一种示例，气溶胶生成制品2可以是用一个包装件24来包装。作为另一示例，气溶胶生成制品2还可以是用两个或者两个以上的包装件24以层叠的方式包装的。例如，通过第一包装件241包装烟草棒21，通过包装件242、243、244包装滤棒22。此外，气溶胶生成制品2可以利用单个包装件245再次被整体包装。例如当滤棒22包括多个段，可以用包装件242、243、244包装各个段。
第一包装件241以及第二包装件242可以是由通常的滤棒包装纸形成的。例如，第一包装件241以及第二包装件242可以是多孔包装纸或无孔包装纸。此外，第一包装件241以及第二包装件242可以是具有耐油性的纸和/或铝层压式的包装材料形成。
第三包装件243可以是硬包装纸。例如，第三包装件243的基重可以在88g/m2至96g/m2的范围中，理想地可以包括在90g/m2至94g/m2的范围中。此外，第三包装件243的厚度可以在在120μm至130μm的范围中，并且理想地，第三包装件243的厚度可以是约125μm。
第四包装件244是耐油性硬包装纸。例如，第四包装件244的基重可以包括在88g/m2至96g/m2的范围中，并且理想地，可以在90g/m2至94g/m2的范围中。此外，第四包装件244的厚度范围可以在120μm至130μm的范围中，并且理想地，第四包装件244的厚度可以是约125μm。
第五包装件245可以是灭菌纸(例如MFW)。在这里，灭菌纸(MFW)是一种专门制备的纸，其在拉伸强度、耐水性、平滑度等方面优于普通纸。例如，第五包装件245的基重范围可以在57g/m2至63g/m2的范围中，并且理想地，可以是约60g/m2。此外，第五包装件245的厚度可以包括在64μm至70μm的范围中，并且理想地，第五包装件245的厚度可以是约67μm。
第五包装件245可以具有在内部添加至第五包装件的预定材料。例如，该预定材料可以是硅。然而，各实施方式不限于此。例如，硅可以具有如下特性：例如具有受温度影响小的耐热性、不易氧化的抗氧化性、对各种化学品的耐受性、防水性或电绝缘性。然而，也可以不必使用硅，只要是具有上述特性的材料都可以被应用(或用于涂覆)到第五包装件245中，而不受限制。
第五包装件245可以防止气溶胶生成制品2燃烧。例如，可能存在以下可能性：当烟草棒21被加热器13加热时气溶胶生成制品2发生燃烧。具体地，当温度升高而超过烟草棒21中包含的任何一种材料的燃点时，气溶胶生成制品2可能会燃烧。即使出现这种情况，由于第五包装件245包含不可燃材料，仍然可以防止气溶胶生成制品2发生燃烧。
此外，第五包装件245可以防止烟嘴被气溶胶生成制品2中产生的物质污染。用户在抽吸时，气溶胶生成制品2中可能产生液体物质。例如，随着气溶胶生成制品2生成的气溶胶被外部空气冷却，会产生液体物质(例如，水分等)。通过用第五包装件245包裹气溶胶生成制品2，可以防止气溶胶生成制品2中产生的液体物质泄漏到气溶胶生成制品2外部。
烟草棒21可以包括气溶胶生成物质。例如，气溶胶生成物质可以包括例如甘油、丙二醇、乙二醇、二丙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇以及油醇中的至少一种。然而，各实施方式不受限于此。烟草棒21还可以包括其他添加剂，比如说例如调味剂、润湿剂和/或有机酸(organic acid)。此外，烟草棒21可以包括香味液体，当香味液体被喷洒在烟草棒21上时，香味液体被添加，该香味液体比如薄荷醇或保湿剂。
烟草棒21可以以多种形式被制造。例如，烟草棒21可以被形成为片状件(sheet)或丝状件(strand)。替代性地，烟草棒21还可以由从烟草片状件切碎而获得的烟丝制成。此外，可以用导热材料包裹烟草棒21。例如，导热材料可以是金属箔，比如铝箔。然而，各实施方式不限于此。例如，包裹烟草棒21的导热材料可以使传递至烟草棒21的热得到均匀分散，由此提高施加至烟草棒21的热的传导率，从而改善烟草的口味。此外，包裹烟草棒21的导热材料可以用作由感应加热器加热的基座。在这种情况下，虽未图示，除了包裹烟草棒外部的导热材料之外，烟草棒21还可以包括附加的基座。
滤棒22可以是醋酸纤维素过滤器。然而，滤棒22的形状不受限制。例如滤棒22可以是柱形棒，或者滤棒22可以是内部中空的管状棒。或者，滤棒22还可以是凹槽形棒。例如，当滤棒22包括多个段时，多个段中至少一个段可以被制造为呈不同的形状。
滤棒22的第一段可以是醋酸纤维素滤棒。例如，第一段可以是内部中空的管状结构。在加热器13被插入到烟草棒21中时，第一段可以防止烟草棒21的内部材料向后推动，并且第一段可以使气溶胶冷却。包括在第一段中的中空部的理想直径可以在2mm至4.5mm的范围内。然而，各实施方式并不受限于此。
第一段的理想长度可在4mm至30mm的范围内。然而，各实施方式并不受限于此。理想地，第一段的长度可以为10mm。然而，各实施方式并不受限于此。
第一段可以具有以下硬度：在制造第一段的过程中，可以通过对增塑剂的含量进行调节来调节第一段的硬度。此外，第一段可以通过以下方式制造：将诸如具有相同或不同材料的膜或管之类的结构插入到第一段中(例如，插入到中空部中)。
滤棒22的第二段对由加热器13加热烟草棒21所生成的气溶胶进行冷却。由此，用户可以吸入被冷却到适当温度的气溶胶。
可以根据气溶胶生成制品2的形状以各种方式来确定第二段的长度或直径。例如，第二段的理想长度可以在7mm至20mm的范围内。理想地，第二段的长度可为约14mm。然而，各实施方式并不受限于此。
第二段可以通过编织聚合物纤维来制造。在这种情况下，可以将香味液体施加到由聚合物形成的纤维上。作为另一示例，第二段可以通过将涂有香味液体的独立纤维和由聚合物制成的纤维编织在一起来制成。在另一示例中，第二段可以由卷曲的聚合物片材形成。
例如，聚合物可以是用选自以下组中的材料来制备：聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乳酸(PLA)、醋酸纤维素(CA)，以及铝箔。
由于第二段由编织的聚合物纤维或卷曲的聚合物片材制成，因此第二段可包括沿纵向方向延伸的一个通道或多个通道。在文中使用的通道是指气体(例如，空气或气溶胶)经过的路径。
例如，通过卷曲聚合物片材形成的第二段可以是用厚度在约5μm至约300μm之间，例如在约10μm至约250μm之间的材料形成。此外，第二段的总表面积可以在约300mm2/mm至约1000mm2/mm之间。另外，气溶胶冷却元件可由比表面积约为10mm2/mg至约100mm2/mg的材料形成。
同时，第二段可包括含有挥发性香味成分的丝状件(thread)。挥发性香味成分可以是薄荷醇。然而，各实施方式并不受限于此。例如，丝状件可被填充有足够量的薄荷醇以向第二段提供至少1.5mg的薄荷醇。
滤棒22的第三段可以是醋酸纤维素滤棒。第三段的理想的长度可以在4mm至20mm之内。例如，第三段的长度可约为12mm。然而，各实施方式但并不受限于此。
第三段可以被制造成使得：在制造第三段的过程中通过将香味液体喷洒到第三段上来产生香味。或者，施加有香味液体的单独纤维可以被插入第三段中。烟草棒21中生成的气溶胶可以在经过滤棒22的第二段时得到冷却，并且冷却后的气溶胶通过第三段传递到用户。因此，香味元件被添加到第三段时，传递给用户的香味可以维持更长的时间。
此外，滤棒22可以包括至少一个囊状件23。在这里，囊状件23可以起到产生香味的作用，也可以起到生成气溶胶的作用。例如，囊状件23可以是用膜包裹含有香味的液体的结构。囊状件23可以是球形或者筒形形状。然而，各实施方式但并不受限于此。
参照图5，气溶胶生成制品3还可以包括前端塞33。前端塞33可以布置在烟草棒31的与滤棒32相反的一侧上。前端塞33可以防止烟草棒31脱离至外部，并且还可以防止在吸烟过程中烟草棒31中的液态气溶胶流入气溶胶生成装置中(例如图1至图3的气溶胶生成装置1)。
滤棒32还可以包括第一段321与第二段322。在这里，第一段321可以对应于图4的滤棒22的第一段，并且第二段322可以对应于图4的滤棒22的第三段。
气溶胶生成制品3的直径与整体长度可以对应于图4的气溶胶生成制品2的直径与整体长度。例如，前端塞33的长度可以约为7mm，烟草棒31的长度可以约为15mm，第一段321的长度可以约为12mm，并且第二段322的长度约为14mm。然而，各实施方式不限于此。
气溶胶生成制品3可以用至少一个包装件35包装。包装件35具有至少一个孔，外部空气通过至少一个孔流入或内部气体通过至少一个孔流动到外侧。例如，用第一包装件351包装前端塞33、用第二包装件352包装烟草棒31、用第三包装件353包装第一段321、以及用第四包装件354包装第二段322。此外，可以用第五包装件355再次整体包装气溶胶生成制品3。
第五包装件355上可以形成至少一个开孔(perforation)36。例如，开孔36可以形成在围绕烟草棒31的区域，但并不受限于此。开孔36可以起到将通过图2及图3所示的加热器13产生的热传递至烟草棒81内部的作用。
此外，第二段322可以包括至少一个囊状件34。在这里，囊状件34可以起到产生香味的作用，也可以起到生成气溶胶的作用。例如，囊状件34可以具有以下结构：在该结构中，用膜包裹含香味的液体。囊状件34可以具有球形或者筒形的形状，但并不受限于此。
第一包装件351可以是在通常的过滤器包装纸与诸如铝箔之类的金属箔的组合。例如，第一包装件351的整体厚度范围可以在45μm至55μm之内，优选可以是约50.3μm。此外，第一包装件351的金属箔厚度范围可以在6μm至7μm之内，优选可以是6.3μm。此外，第一包装件351的基重范围可以在50g/m2至55g/m2之内，优选可以是53g/m2。
第二包装件352及第三包装件353可以是通常的过滤器包装纸。例如，第二包装件352及第三包装件353可以是多孔包装纸或无孔包装纸。
例如，第二包装件352的孔隙度可以是35000CU，但并不受限于此。并且，第二包装件352的厚度范围可以在70μm至80μm内，优选可以是约78μm。并且，第二包装件352的基重范围可以是20g/m2至25g/m2内，优选可以是23.5g/m2。
例如，第三包装件353的孔隙度可以是24000CU，但并不受限于此。并且，第三包装件353的厚度范围可以在60μm至70μm之内，优选可以是约68μm。并且，第三包装件353的基重范围可以是20g/m2至25g/m2之内，优选可以是21g/m2。
第四包装件354可以是由聚乳酸(PLA)层压纸形成的。在这里，PLA层压纸是指包括纸层、PLA层以及纸层的3层纸。例如，第四包装件354的厚度范围可以在100μm至120μm之内，优选可以是约110μm。此外，第四包装件354的基重范围可以是80g/m2至100g/m2，优选可以是88g/m2。
第五包装件355可以是灭菌纸(例如MFW)。在这里，灭菌纸(MFW)是一种专门制造的纸，其在拉伸强度、耐水性、平滑度等方面优于普通纸。例如，第五包装件355的基重可以在57g/m2至63g/m2之内，优选可以是约60g/m2。并且，第五包装件355的厚度范围可以包括在64μm至70μm之内，优选可以是约67μm。
第五包装件355可以具有在内部添加至第五包装件的预定材料。在这里，预定材料例如可以是硅。然而，各实施方式不限于此。例如，硅具有受温度影响小的耐热性、不易氧化的抗氧化性、对各种化学品的耐受性、防水性或电绝缘性等特性。然而，可能并不必使用硅，只要是具有上述特性的材料都可以不受限制地添加(或用于涂覆)到第五包装件355。
前端塞33可以由醋酸纤维素制成。例如，前端塞33可以是通过向醋酸纤维素丝束添加增塑剂(例如，三醋精)来制造的。由醋酸纤维素丝束形成的长丝的单丝旦数(monodenier)可以在1.0至10.0的范围内，优选在4.0至6.0的范围内。更优选地，前端塞33的长丝的单丝旦数可以是约5.0。此外，构成前端塞33的长丝的横截面可以是Y形。前端塞33的总旦数(total denier)可以是在20000至30000的范围中，优选是在25000至30000的范围中。更优选地，前端塞33的总旦数可为28000。
根据需要，前端塞33可以包括至少一个通道，并且各个通道的横截面形状可以各不相同。
烟草棒31可以对应于上述参照图4说明的烟草棒21。因此，下面将省略对烟草棒31的详细说明。
第一段321可由醋酸纤维素形成。例如，第一段可以是内部中空的管状结构。第一段321可以通过在醋酸纤维素丝束中添加增塑剂(例如三醋精)来制成。例如，第一段321的单丝旦数和总旦数可以与前端塞33的单丝旦数和总旦数相同。
第二段322可由醋酸纤维素形成。构成第二段322的长丝的单丝旦数(monodenier)可以在1.0至10.0的范围内，优选可以在8.0至10.0的范围内。更优选地，第二段322的长丝的单丝旦数可为9.0。另外，第二段322的长丝的横截面可以是Y形。第二段322的总旦数(total denier)可以在20000至30000的范围内，优选可以为25000。
图6是根据一实施例的气溶胶生成装置400的框图。
根据一实施例，气溶胶生成装置400可以包括控制部410、感测单元420、输出单元430、电池440、加热器450、用户输入单元460、存储器470以及通信单元480。但气溶胶生成装置400的内部结构并不受限于图6所示的内部结构。对于本公开所属领域普通技术人员而言应理解的是可以根据气溶胶生成装置400的不同设计省略图6所示的部分部件或可以进一步添加新部件。
感测单元420可以感测气溶胶生成装置400的状态或气溶胶生成装置400的周围环境的状态，并将通过感测获得的感测信息传输至控制部410。控制部410可以基于所述感测信息控制气溶胶生成装置400以控制以下操作：加热器450的操作、限制吸烟、判定是否插入气溶胶生成制品(例如，香烟、烟弹等)、显示通知、执行其他功能等。
感测单元420可以包括温度传感器422、插入检测传感器424和抽吸传感器426中的至少一者，但并不受限于此。
温度传感器422可以对加热器450(或气溶胶生成物质)被加热所处的温度进行感测。气溶胶生成装置400可以包括单独的温度传感器来感测加热器450的温度，或者加热器450本身可用作温度传感器来执行功能。或者，温度传感器422可设置在电池440周围来监测电池440的温度。
插入检测传感器424可以感测气溶胶生成制品是否被插入和/或移除。例如，插入检测传感器424可以包括例如膜传感器、压力传感器、光传感器、电阻传感器、电容传感器、电感传感器和红外传感器中的至少一者，插入检测传感器可以对由于插入和/或移除气溶胶生成制品所导致的信号变化进行感测。
抽吸传感器426可以基于气流路径或气流通道中的各种物理变化来感测来自用户的抽吸。例如，抽吸传感器426可以基于温度变化、流量(flow)变化、电压变化和压力变化中的任何一者来感测来自用户的抽吸。
除了上述传感器422至426之外，感测单元420还可以包括以下中的至少一者：温/湿度传感器、气压传感器、磁传感器(magnetic sensor)、加速度传感器(accelerationsensor)、陀螺仪传感器、位置传感器(例如，全球定位系统(GPS))、接近传感器以及红绿蓝(RGB)传感器(例如照度传感器(illuminance sensor))中的至少一个。由于本领域普通技术人员可以从名称中直观地推断出每个传感器的功能，因此省略更详细的说明。
输出单元430可以将有关气溶胶生成装置400的状态信息输出并且将信息提供给用户。输出单元430可以包括显示部432、触觉部分434以及声音输出部436中的至少一个，但并不受限于此。当显示部432和触摸板以分层的结构被提供以形成触摸屏时，显示部432不仅可以用作输出设备还可以用作输入设备。
显示部432可以将有关气溶胶生成装置400的信息可视化地提供给用户。例如，有关气溶胶生成装置400的信息可以包括例如气溶胶生成装置400的电池440的充电/放电状态、加热器450的预热状态、气溶胶生成制品的插入/移除状态、气溶胶生成装置400的使用受限状态(例如，检测到异常制品)等各种信息，并且显示部432可以将所述信息输出到外部。显示部432可以是液晶显示面板(LCD)、有机发光显示面板(OLED)等。显示部432还可以是发光二极管(LED)装置的形式。
触觉部434可以将电信号转换成机械刺激或电刺激以向用户提供有关气溶胶生成装置400的触觉信息。例如，触觉部434可以包括马达、压电元件或电刺激装置。
声音输出部436可将有关气溶胶生成装置400的信息通过声音的方式提供给用户。例如，声音输出部436可以将电信号转换成声音信号并将声音信号输出到外部。
电池440可以提供用于使气溶胶生成装置400运行所需电力。电池440可以供电来使加热器450进行加热。并且，电池440可以供给对包括在气溶胶生成装置400中的其他部件(例如感测单元420、输出单元430、用户输入单元460、存储器470以及通信单元480)的操作而言所需电力。电池440可以是可充电电池或一次性电池。例如，电池440可以是锂聚合物(LiPoly)电池，但并不受限于此。
加热器450可以从电池440接收电力来加热气溶胶生成物质。尽管图6中未示出，但气溶胶生成装置400还可以包括转换电池440的电力并将电力供应至加热器450的电力转换电路(例如，直流至直流转换器(DC/DC转换器))。另外，当气溶胶生成装置400以感应加热的方式生成气溶胶时，气溶胶生成装置400还可以包括直流至交流转换器(DC/AC转换器)，该直流至交流转换器将电池440的直流电转换为交流电。
控制部410、感测单元420、输出单元430、用户输入单元460、存储器470以及通信单元480可以从电池440接收电力来执行功能。尽管图6中未示出，气溶胶生成装置400还可以包括对电池440的电力进行转换并将电力供应至各个部件的电力转换电路，例如，低压差(low dropout，LDO)电路或电压调节器电路。
在一实施例中，加热器450可以由任何合适的电阻材料形成。例如，电阻材料可以是包括钛、锆、钽、铂、镍、钴、铬、铪、铌、钼、钨、锡、镓、锰、铁、铜、不锈钢、镍铬等的金属或金属合金，但并不受限于此。并且，加热器130可以实现为金属加热丝(wire)、设置有导电迹线(track)的金属加热板(plate)、陶瓷加热元件等，但并不受限于此。
在一实施例中，加热器450可以是感应加热器。例如，加热器450可以包括基座(susceptor)，该基座通过由线圈施加的磁场来发热，由此来加热气溶胶生成物质。
在一实施例中，加热器450可以包括多个加热器。例如，加热器450可以包括用于加热气溶胶生成制品的第一加热器和用于加热液体的第二加热器。
用户输入单元460可以接收用户输入的信息或向用户输出信息。例如，用户输入单元460可以包括键盘(keypad)、圆顶形开关(dome switch)、触摸板(例如接触电容式、压力电阻膜式、红外感应式、表面超声波传导式、整体张力测量式、压电效应方法等)、滚轮、滚轮开关等，但各实施方式并不受限于此。此外，尽管图6中未示出，气溶胶生成装置400还可以包括诸如通用串行总线(USB，universal serial bus)接口之类的连接接口(connectioninterface)，并且可以通过诸如USB接口之类的连接接口与另一外部设备连接来传递和接收信息，或对电池440进行充电。
存储器470是用于对在气溶胶生成装置400中所处理的各种数据进行存储的硬件，存储器470可以存储由控制部410处理的数据和待处理的数据。存储器470可以包括以下中的至少一种存储介质的类型：为闪存型(flash memory type)存储器、硬盘型(harddisktype)存储器、多媒体卡微型(multimedia card micro type)存储器、卡型存储器(如SD或XD存储器等)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、静态随机存取存储器(static random access memory，SRAM)、只读存储器(read-only memory，ROM)、电可擦除可编程只读存储器(electrically erasable programmable read-only memory，EEPROM)、可编程只读存储器(programmable read-only memory，PROM)、磁存储器、磁盘、或光盘。存储器470可以存储气溶胶生成装置400的运行时间、最大抽吸次数、当前抽吸次数、至少一个温度曲线和与用户的吸烟模式相关联的数据等。
通信单元480可以包括与另一电子装置通信的至少一个部件。例如，通信单元480可以包括近距离通信单元482以及无线通信单元484。
近距离无线通信单元(short-range wireless communication unit)482可以包括蓝牙通信单元、蓝牙低功耗(Bluetooth Low Energy，BLE)通信单元、近场通信单元(NearField Communication unit)、WLAN(Wi-Fi)通信单元、Zigbee通信单元、红外数据(IrDA，infrared Data Association)通信单元、WFD(Wi-Fi Direct)通信单元、超宽带(ultrawideband，UWB)通信单元、Ant+通信单元等，但各实施方式并不受限于此。
无线通信单元484可以包括例如但不限于：蜂窝网络通信部、互联网通信部、计算机网络(例如，局部区域网络(LAN)或广域网络(WAN))通信部等。然而，各实施方式不限于此。无线通信单元484可以使用订阅用户信息(例如，国际移动订阅用户标识符(IMSI))以在通信网络内识别和验证气溶胶生成装置400。
控制部410可以控制气溶胶生成装置400的整体运行。在一实施例中，控制部410可以包括至少一个处理器。处理器可以实现为多个逻辑门的阵列，也可以实现为通用微处理器与存储器的组合，所述存储器中存储有可由微处理器执行的程序。此外，对本公开所属领域的普通技术人员而言应理解的是控制部可以以其他类型的硬件来实现。
控制部410可以通过控制电池440向加热器450的电力供应来控制加热器450的温度。例如，控制部410可以通过控制电池440和加热器450之间的开关元件的开关来控制供电。在另一示例中，直接加热电路可以根据来自控制部410的控制命令来控制对加热器450的电力供应。
控制部410可以对通过感测单元420的感测而获得的感测结果进行分析并控制后续过程。例如，控制部410可以根据由感测单元420获得的感测结果来控制提供给加热器450的电力，由此启动和关闭加热器450的操作。作为另一示例，控制部410可以根据由感测单元420获得的感测结果来控制提供给加热器450的供电量以及将要供应电力的时间，使加热器450可以被加热到预定温度或维持在合适的温度处。
控制部410可以基于由感测单元420获得的感测结果来控制输出单元430。例如，当通过抽吸传感器426计数的抽吸次数达到预设次数时，控制部410可以通过显示部432、触觉部434以及声音输出部436中的至少一个向用户通知：气溶胶生成装置400即将停止。
在一实施例中，控制部410可以根据由感测单元420感测到的气溶胶生成制品的状态来控制对加热器450的供电时间和/或供电量。例如，当气溶胶生成制品处于过湿状态时，控制部410可以控制向感应线圈的供电时间，从而与气溶胶生成制品处于普通状态的情况相比，延长了预热时间。
一种实施例也可以实现为记录介质的形式，记录介质包括可由计算机执行的指令，比如可由计算机执行的程序模块。计算机可读介质可以是可由计算机访问的任何可用介质，且可用介质包括所有易失性(volatile)介质、非易失性(non-volatile)介质、以及可移动(removable)介质、不可移动(non-removable)介质。此外，计算机可读介质可以包括计算机存储介质和通信介质两者。计算机存储介质(computer storage medium)包括用于存储比如计算机可读指令代码(computer-readable instruction code)、数据结构(datastructure)、程序模块或其他数据的信息的所有通过特定方法或技术实现的所有易失性/非易失性介质和可移动/不可移动介质。通信介质通常包括计算机可读指令代码、数据结构、诸如程序模块或其他传输机制的调制数据信号(modulated data signal)中的其他数据，且通信介质包括任意信息传输介质。
图7至图11是示出根据一实施例的制造加热结构的方法的附图。加热结构的制造顺序不限于本文中描述的顺序，在各操作步骤之间可以包括至少一项附加操作步骤、所描述的操作步骤中的任何一项可以被省略或者改变。
参照图7，加热结构550的制造方法可以包括提供基板551的步骤。基板551可以是具有相反的两面(例如，沿+Z方向定向的面和沿-Z方向定向的面)的板状。基板551的至少一面(例如，沿+Z方向定向的面)可以形成为大致平坦的面。
在一实施例中，基板551可以由不同的材料形成。例如，基板551可以由玻璃、硅(Si)、二氧化硅(SiO2)、蓝宝石、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和/或任何其他适合导热的材料制成。在一些实施例中，基板551可以由玻璃、硅(Si)、二氧化硅(SiO2)，以及蓝宝石中的任一种或它们的组合制成。在一些实施例中，基板551可以包括具有相对低的传热系数的材料。这可将热量仅传递至基板551上的部分区域。
在一实施例中，基板551可以具有导电性。选择性地，基板551可以具有电绝缘性。
在一实施例中，基板551可以由具有任意适于在布置有加热结构550的环境中使用的导热率的材料形成。例如，在1巴(bar)的压力和25℃的温度下，基板551可以具有约0.6瓦每米-开尔文(W/mK)或小于0.6W/mK、约1W/mK至约2W/mK、约2W/mK至约5W/mK、约5W/mK至约10W/mK、约10W/mK至约100W/mK、或约100W/mK至约200W/mK的导热率。
在一实施例中，基板551的导热率可以相对较低。换言之，基板551的导热率可以实质上等于或小于加热结构550其他部件(例如，金属棱柱554)的导热率。基板551具有相对低的导热率时，可以降低通过基板551的散热(dissipation)从而提高传递至目标的热量。例如，在1巴的压力和25℃的温度下，基板551可以具有约45W/mK或小于45W/mK、约40W/mK或小于40W/mK、约35W/mK或小于35W/mK、约30W/mK或小于30W/mK、约25W/mK或小于25W/mK、约20W/mK或小于20W/mK、约15W/mK或小于15W/mK、约10W/mK或小于10W/mK、约5W/mK或小于5W/mK、约2W/mK或小于2W/mK，或约1W/mK的导热率。
参照图8，加热结构550的制造方法可以包括将多个珠状部552施用(apply)到基板551的一面(例如，沿+Z方向定向的面)上的操作步骤。多个珠状部552可以在基板551的一面上被图案化(patterning)为单层(即，基本上为单层)。
在一实施例中，多个珠状部552可以以任何合适的方式沉积在基板551上。例如，多个珠状部552可以通过物理气相沉积(physical vapor deposition)、化学气相沉积(chemical vapor deposition)、原子层沉积(atomic layer deposition)和/或任何其他合适的方法来沉积。在一些实施例中，多个珠状部552可以通过物理气相沉积来沉积。
在一实施例中，可以在基本上低的耐热温度下来施用多个珠状部552。例如，可以在约110℃或小于110℃、约100℃或小于100℃、约90℃或小于90℃、约80℃或小于80℃、约70℃或小于70℃、约60℃或小于60℃、约50℃或小于50℃、约40℃或小于40℃，或约30℃或小于30℃的耐热温度下施用多个珠状部552。例如，可以在约20℃或大于20℃、约30℃或大于30℃、约40℃或大于40℃、约50℃或大于50℃、约60℃或大于60℃、约70℃或大于70℃、或约80℃或大于80℃的耐热温度下施用多个珠状部552。例如，可以在接近室温(约25℃)的耐热温度下施用多个珠状部552。
在一实施例中，多个珠状部552可具有基本上弯曲的表面。例如，多个珠状部552可各自形成为具有圆形或椭圆形横截面的球体。在一实施例中，多个珠状部552可以形成为具有多边形横截面的立体形状。
在一实施例中，多个珠状部552中的部分珠状部552可布置成彼此接触。在一实施例中，多个珠状部552可布置成在一些(例如，三个)相邻的珠状部552之间留有空间。
在一实施例中，多个珠状部552可以以规则的布置施用在基板551上。例如，多个珠状部552可以包括在基板551的第一方向(例如，+/-X方向)上布置的多个第一珠状部552A、以及多个第二珠状部552B，多个第二珠状部552B可以在与基板551的第一方向交叉的第二方向(例如，+/-Y方向)上与多个第一珠状部552A交替布置(alternate)并且第二珠状部552B沿着基板551的第一方向布置。在一些实施例中，可以将多个第一珠状部552A和多个第二珠状部552B可以布置成使得：当沿一方向(例如，+/-Y方向)观察基板551时，多个第一珠状部552A的中心和多个第二珠状部552B的中心不是同心(concentric)。
在一实施例中，多个珠状部552可以由苯乙烯基树脂、(甲基)丙烯酸基树脂、酰亚胺基树脂和/或它们的共聚物形成。在一些实施例中，多个珠状部552可以是聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸正丁酯、聚甲基丙烯酸仲丁酯、聚甲基丙烯酸叔丁酯、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸异丙酯、聚甲基丙烯酸环己酯、聚甲基丙烯酸2-甲基环己酯、聚甲基丙烯酸二环戊氧基乙酯、聚甲基丙烯酸异冰片酯、聚丙烯酸环己酯、聚丙烯酸2-甲基环己酯、聚丙烯酸二环戊烯酯、聚丙烯酸二环戊酯、聚甲基丙烯酸二环戊烯酯、聚甲基丙烯酸二环戊酯、聚丙烯酸二环戊氧基乙酯、聚丙烯酸异冰片酯、聚甲基丙烯酸苯酯、聚丙烯酸苯酯、聚丙烯酸苄酯、聚甲基丙烯酸苄酯、聚甲基丙烯酸2-羟乙酯、聚苯乙烯、聚α-甲基苯乙烯、聚m-甲基苯乙烯、聚p-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、1,3-丁二烯、异戊二烯、2,3-二甲基1,3-丁二烯、聚酰亚胺和/或它们的组合。在一些实施例中，多个珠状部552可由聚苯乙烯或二氧化硅形成。在一些实施例中，多个珠状部552可由聚苯乙烯形成。
在一实施例中，多个珠状部552的平均最大直径可以为约10nm或大于10nm、约50nm或大于50nm、约90nm或大于90nm、约100nm或大于100nm、约150nm或大于150nm、约200nm或大于200nm、约300nm或大于300nm、约450nm或大于450nm，或约500nm或大于500nm。在一些实施例中，多个珠状部552可具有约450nm或大于450nm的平均最大直径。
在一实施例中，多个珠状部552可具有约1000nm或小于1000nm、约900nm或小于900nm、约800nm或小于800nm、约700nm或小于700nm、约600nm或小于600nm、或约550nm或小于550nm的平均最大直径。在一些实施例中，多个珠状部552可具有约600nm或小于600nm的平均最大直径。
参照图9，制造加热结构550的方法可以包括减小基板551上的多个珠状部552的尺寸的操作步骤。
在一实施例中，多个珠状部552的减小的尺寸(例如，平均最大直径)为约360nm或小于360nm、约350nm或小于350nm、约340nm或小于340nm、约330nm或小于330nm、约320nm或小于320nm、约310nm或小于310nm，或约300nm或小于300nm。在一实施例中，多个珠状部552的减小的尺寸(例如，平均最大直径)可以为约290nm或大于290nm、约300nm或大于300nm、约310nm或大于310nm、约320nm或大于320nm、约330nm或大于330nm，或约340nm或大于340nm。
在一实施例中，多个珠状部552尺寸减小前后的形状基本上相同。例如，多个珠状部552可仍为具有圆形或椭圆形截面的球体。
在一实施例中，可以通过任何合适的方式减小多个珠状部552的尺寸。在一实施例中，例如，可以通过蚀刻工艺(例如，反应离子蚀刻(reactive ion etching，RIE)、离子铣削和/或任何其他蚀刻)减小多个珠状部552的尺寸。考虑到金属颗粒的自由电子会集中在金属棱柱(例如金属棱柱554)的边缘区域(edge area)中，反应性离子刻蚀作为一种有利的工艺而被选择。在一实施例中，可以通过将多个珠状部552至少部分地浸入溶剂中来减小多个珠状部552的尺寸。
在一实施例中，多个珠状部552中的尺寸变小的珠状部552中的至少一部分可彼此物理分离。多个珠状部552中的珠状部552的部分可以偏移而不发生接触，由此在珠状部之间形成间隙。
参照图10，加热结构550的制造方法可以包括在基板551的一面(例如，沿+Z方向定向的面)上沉积多个金属颗粒553的操作步骤。
在一实施例中，多个金属颗粒553可具有纳米级尺寸。例如，多个金属颗粒可具有约1μm或小于1μm的平均最大直径。在一些实施例中，多个金属颗粒可以具有约700nm或小于700nm、约600nm或小于600nm、约500nm或小于500nm、约400nm或小于400nm、约300nm或小于300nm、约200nm或小于200nm、约150nm或小于150nm，或约100nm或小于100nm的平均最大直径。
在一实施例中，多个金属颗粒553可以通过任何合适的沉积方法沉积在基板551和/或多个珠状部552上。例如，多个金属颗粒553可以通过溅射、离子束沉积、热蒸发、化学气相沉积、等离子体沉积和/或任何其他合适的沉积方法来沉积。
在一实施例中，多个金属颗粒553可以沉积在第一沉积区域A1和第二沉积区域A2上，其中，第一沉积区域A1包括位于基板551的一面上的多个珠状部552中的相应的暴露区域，第二沉积区域A2包括位于基板551的一面的至少一部分的区域和/或多个珠状部552之间的区域。在一些实施例中，基板551可以包括非沉积区域A3，在非沉积区域A3中没有沉积多个珠状部552，也没有沉积多个金属颗粒553。
在一实施例中，多个金属颗粒553可以是由适合产生热量的任意材料来形成的。例如，多个金属颗粒可包括金、银、铜、钯、铂、铝、钛、镍、铬、铁、钴、锰、铑和钌中的至少一种或它们的组合。
在一实施例中，多个金属颗粒553可以是由适合与预定波长频带(例如，可见光波长频带，即，约380nm至约780nm)的光相互作用来产生热量的任意材料形成的。例如，多个金属颗粒553可包括金、银、铜、钯、以及铂中的至少一种或它们的组合。
在一些实施例中，多个金属颗粒553可以由具有平均最大吸光度的金属材料形成。其中，平均最大吸光度可以被限定为在波长频带下实质上具有峰值的吸光度。与吸光度相对应的波长频带可以理解为多个金属颗粒553产生共振的波长频带。例如，多个金属颗粒553可以是由在约430nm至约450nm之间、约480nm至约500nm之间、约490nm至约510nm之间、约500nm至约520nm之间、约550nm至约570nm之间、约600nm至约620nm之间、约620nm至约640nm之间、约630nm至约650nm之间、约640nm至约660nm之间、约680nm至约700nm之间、或约700nm至约750nm之间的波长频带下具有平均最大吸光度的金属材料制成。除了金属材料之外，多个金属颗粒553的平均最大吸光度会根据基板551的类型、多个金属颗粒553所形成的结构(例如，金属棱柱)的大小和/或所述结构的形状而不同。
在一实施例中，多个金属颗粒553的沉积厚度可为约20nm或小于20nm。在优选实施例中，多个金属颗粒553的沉积厚度可以为约10nm或小于10nm。当多个金属颗粒553在基板551上的沉积厚度大于10nm时，会减少在由多个金属颗粒553形成的结构(例如，金属棱柱)中的放热反应。当多个金属颗粒553所形成结构的厚度超过10nm时，热可能会耗散到加热结构550周围，因此这会降低加热结构550的热效率。
参照图11，加热结构550的制造方法可以包括移除多个珠状部(例如，图10的珠状部552)的步骤。当移除多个珠状部时，可以在基板551上形成被金属棱柱554围绕的多个孔H。多个孔H可具有与珠状部的截面形状相对应的形状(例如，大致圆形或椭圆形)。
可以以任何合适的方式移除多个珠状部。在一实施例中，多个珠状部可通过浸入溶剂中而溶解于溶剂。例如，溶剂可包括甲苯、丙酮、苯、苯酚、醚和/或任何其他合适的无机溶剂或任何有机溶剂中的至少一种。在一实施例中，可以通过蚀刻工艺(例如，反应性离子刻蚀(RIE)、离子铣削和/或任何其他蚀刻)移除多个珠状部。
图12是根据一实施例的加热结构的部分俯视图。图13是根据一实施例的加热结构的沿图12的线13-13观察的截面图。
参照图12和图13，加热结构650可以配置成通过表面等离子体共振(SPR)而产生热量。“表面等离子体共振”是指沿着金属颗粒与介质的界面传播的电子的集体振荡。例如，在加热结构650的外部传播的光线可以产生金属颗粒的电子的集体振动。金属颗粒的电子被激发后可以产生热能，并且所产生的热能可以在应用加热结构650的环境中得到传递。
加热结构650可以包括基板651。基板651可以具有第一面651A(例如，上面)和与第一面651A相反的第二面651B(例如，下面)。
加热结构650可以包括金属棱柱654。金属棱柱654可以具有网状(net)形状。金属棱柱654基本上为单一结构，并且可形成多个孔H。金属棱柱654可以包括面向基板651的第一面651A的第一基面654A，与第一基面654A相反的第二基面654B，以及位于第一基面654A和第二基面654B之间的多个侧面654C1、654C2。基板651的第一面651A和金属棱柱654的多个侧面654C1、654C2可以限定多个孔H。
在一实施例中，第一基面654A与第二基面654B可以基本上平行。
在一实施例中，第一基面654A和/或第二基面654B可以形成为基本上平坦的面。
在一实施例中，第一基面654A和第二基面654B之间的距离(例如，金属棱柱654的厚度)可以为约10nm或小于10nm。当金属棱柱654的厚度超过10nm时，会减少形成金属棱柱654的多个金属颗粒的放热反应，最终可以降低加热结构650的热效率。
在一实施例中，金属棱柱654的多个侧面654C1、654C2可以在不同方向上定向。例如，第一侧面654C1可以沿第一方向(例如，第一径向方向)定向；第二侧面654C2可以在与第一方向基本上相反的第二方向(例如，第二径向方向)上定向。
在一实施例中，多个侧面654C1、654C2中的至少一个侧面可以形成为基本上弯曲的面。在一些实施例中，多个侧面654C1、654C2可以形成为具有基本上相同曲率的弯曲的面。在一实施例中，多个侧面654C1、654C2中的任意一个侧面的曲率可以不同于另一侧面的曲率。
在一实施例中，多个侧面654C1、654C2可以形成为朝向金属棱柱654的中心凹陷的弯曲的面。在一实施例中，多个侧面654C1、654C2中的至少一个侧面可以形成为从金属棱柱654的中心凸出的弯曲的面。
在一实施例中，金属棱柱654可包括两个侧面。例如，金属棱柱654可以是大致半圆形或接近半圆形的形状。
在一实施例中，多个孔H中的孔H的一部分可以彼此分离。一部分孔H可以被金属棱柱654的一部分分隔开。在一些实施例中，多个孔H中的孔H的一部分可以彼此连接。例如，金属棱柱654的区域的一部分可以彼此不连接，并且在区域的两侧的孔H可以被连接。
在一实施例中，多个孔H的平均最大直径D为约10nm或大于10nm、约50nm或大于50nm、约90nm或大于90nm、约100nm或大于100nm、约150nm或大于150nm、约200nm或大于200nm、约300nm或大于300nm、约350nm或大于350nm、约450nm或大于450nm，或约500nm或大于500nm。在一些实施例中，多个孔H可具有约450nm或大于450nm的平均最大直径D。
在一实施例中，多个孔H的平均最大直径D为约1000nm或小于1000nm、约900nm或小于900nm、约800nm或小于800nm、约700nm或小于700nm、约600nm或小于600nm，或约550nm或小于550nm。在一些实施例中，多个孔H可具有约600nm或小于600nm的平均最大直径D。
图14示出了根据一实施例的加热结构的平均吸光度的比较的曲线图。
图14中，左侧的曲线图示出了加热结构(例如，图12中的加热结构650)随波长的吸光度，其中，加热结构包括玻璃基板和金属棱柱，该金属棱柱包括金并且是使用直径约460nm的聚苯乙烯珠状部形成的。所述加热结构的共振波长约为640nm。
中间的曲线图示出了加热结构(例如，图12中的加热结构650)随波长的吸光度，其中，加热结构包括玻璃基板和金属棱柱，金属棱柱包括金并且是通过使用反应性离子蚀刻将具有约460nm直径的聚苯乙烯珠状部的尺寸减小来形成。所述加热结构的共振波长约为640nm。
右侧曲线图示出了加热结构(例如，图12中的加热结构650)随波长的吸光度，其中，加热结构包括玻璃基板和金属棱柱，金属棱柱包括金并且是使用直径约800nm的聚苯乙烯珠状部形成的。所述加热结构的共振波长约为700nm。
图15是根据一实施例的加热结构的平均吸光度的比较的曲线图。
图15中，左侧曲线图示出了加热结构(例如，图12中的加热结构650)随波长的吸光度，其中，加热结构包括蓝宝石基板和金属棱柱，金属棱柱包括金并且是使用直径约460nm的聚苯乙烯珠状部形成的。所述加热结构的共振波长约为640nm。
中间曲线图示出了加热结构(例如，图12中的加热结构650)随波长的吸光度，其中，加热结构包括蓝宝石基板和金属棱柱，金属棱柱包括金并且是通过使用反应性离子蚀刻将具有约460nm直径的聚苯乙烯珠状部的尺寸减小来形成的。所述加热结构的共振波长约为610nm以及约680nm。
右侧曲线图示出了加热结构(例如，图12中的加热结构650)随波长的吸光度，其中，加热结构包括蓝宝石基板和金属棱柱，金属棱柱包括金并且是使用直径约800nm的聚苯乙烯珠状部形成的。所述加热结构的共振波长在可见光波长频带内不出现。
参照图14和图15的曲线图，可以看出加热结构的共振波长随着珠状部尺寸的增加而增加。
图16是根据一实施例的加热结构的附图。
参照图16，加热结构750可以包括具有第一面751A和第二面751B的基板751；位于第一面751A上的表面等离子体共振(surface plasmon resonance，SPR)结构754(例如，金属棱柱554、654)，以及位于第二面751B上的反射层755。加热结构750可以配置成使光L被接收到基板751和/或SPR结构754上。
在一实施例中，SPR结构754可以实现为包括多个金属颗粒的至少一个金属棱柱(例如，金属棱柱554、654)。在一实施例中，SPR结构754可以包括施加在基板751的第一面751A上的多个金属颗粒。在一实施例中，SPR结构754可以包括至少一层由金属材料形成的金属膜。
发射光线L的光源可以与加热结构750分隔开预定距离。例如，光源和加热结构750之间的距离可以被确定为约40cm或小于40cm、约35cm或小于35cm、约30cm或小于30cm、约25cm或小于25cm、约20cm或小于20cm、约15cm或小于15cm、约10cm或小于10cm，或者约5cm或小于5cm。光源和加热结构750之间的距离可以被确定为约5cm或大于5cm、约10cm或大于10cm、约15cm或大于15cm、约20cm或大于20cm、或约25cm或大于25cm。
光线L可以在基板751和/或SPR结构754上形成光斑LS。例如，光斑LS的大小可以为约2mm或小于2mm、约1.5mm或小于1.5mm、约1mm或小于1mm、或约0.5mm或小于0.5mm。光斑LS的大小可以为约0.2mm或大于0.2mm、约0.4mm或大于0.4mm、约0.6mm或大于0.6mm、或约0.8mm或大于0.8mm。
反射层755可以配置成将穿过基板751的光线L反射到基板751和/或SPR结构754。反射层755可以对穿过基板751的光线L进行反射，从而使基板751和SPR结构754可以利用反射光，由此可以提高加热结构750的光利用效率并最终提高发热效率。
在一实施例中，反射层755可以形成在基板751的整个第二面751B上。在一实施例中，反射层755可以局部形成在基板751的第二面751B上。例如，反射层755可以在基板751的第二面751B的部分区域中被实现为单个反射区域或多个反射区域。
反射层755可以由适合反射光线L的任何材料来形成。在一实施例中，反射层755可以由金属材料制成。例如，反射层755可以是由金、银、铜和其他任何适合反射的金属材料中的至少一种或它们的组合来形成的。
反射层755可以具有适合反射光线L的任意厚度。反射层755的厚度可以被确定为适合光线L的实质上的全反射的值。例如，反射层755的厚度可以为约15nm或小于15nm、约12nm或小于12nm、约10nm或小于10nm、约8nm或小于8nm、或约5nm或小于5nm。在优选示例中，反射层755的厚度可以是约10nm。反射层755的厚度可以根据基板751的折射率、基板751的厚度、反射层755的折射率和/或任意其他参数来确定。
在一实施例中，反射层755可以直接接触基板751的第二面751B。在一实施例中，反射层755与基板751的第二面751B分隔，并且在第二面751B和反射层755之间定位有介质(例如，空气)。
在一实施例中，加热结构750可以包括位于反射层755上的吸收层756。吸收层756可以配置成对穿过反射层755而未被反射层755反射的透射光的一部分进行吸收。吸收层756可以提高加热结构750的光利用效率。
在一实施例中，吸收层756可以通过涂覆而至少部分地施用至反射层755。
在一实施例中，吸收层756可具有实质上很高的辐射率。在一些实施例中，吸收层756可具有基本上接近1的辐射率。吸收层756可以被实现为接近基本上黑体(black body)的结构和/或材料。例如，吸收层756可以被实现为具有至少一个孔的结构，光可以通过该孔进入吸收层中并且基本上永久地在吸收层中反射。作为另一示例，吸收层756可以被实现为黑色着色剂。作为另一示例，吸收层756可以被实现为黑矩阵部。在一实施例中，吸收层756可以被实现为灰体(graybody)或白体(white body)。
在一实施例中，吸收层756可包括耐热材料。例如，吸收层756可以包括以下材料：该材料配置成承受约750℃或大于750℃、约800℃或大于800℃、约850℃或大于850℃、约900℃或大于900℃、约950℃或大于950℃，或约1000℃或大于1000℃的耐热的温度环境。
在一实施例中，加热结构750可以包括配置成生成热图像的热成像仪760。例如，热成像仪760可以生成包括加热结构750的热分布的图像。在一实施例中，热成像仪760可包括在加热结构750的外部组件(例如，图19的气溶胶生成装置800)中。
图17是根据一实施例的加热结构的升温程度的比较的曲线图。
参照图17，第一加热结构H1包括玻璃基板、厚度为10nm的包括金的金属膜、以及吸收层。玻璃基板的导热率为约0.8W/mK。第二加热结构H2包括蓝宝石基板、厚度为10nm且包括金的金属膜、以及吸收层。蓝宝石基板的导热率约为46.06W/mK。随着激光输出功率的增加，第一加热结构H1的温度增幅较大，而随着激光输出功率的增加，第二加热结构H2的温度增幅相对较小。这表明由于具有高导热率的基板会吸收更多的热量，可以降低加热结构的热效率。
图18是根据一实施例的加热结构的升温程度的比较的曲线图。
参照图18，第一加热结构H1是使用直径为约460nm的聚苯乙烯珠状部制造的。所述聚苯乙烯珠状部的尺寸基本保持不变。在去除聚苯乙烯珠状部之后，第一加热结构H1的金属棱柱具有以下结构：在该结构中，多个金属棱柱彼此间隔开。第一加热结构H1包括吸收层。
第二加热结构H2是使用直径为约800nm的聚苯乙烯珠状部来制造的。所述聚苯乙烯珠状部的尺寸基本保持不变。在去除聚苯乙烯珠状部之后，第二加热结构H2的金属棱柱具有多个金属棱柱彼此间隔开的结构。第二加热结构H2包括吸收层。
第三加热结构H3是使用直径约为460nm的聚苯乙烯珠状部来制造的。使用反应性离子蚀刻将所述聚苯乙烯珠状部的尺寸减小至约300nm，然后沉积金属颗粒并去除聚苯乙烯珠状部。第三加热结构H3具有金属棱柱结构，该金属棱柱结构被实现为具有网状形状的单一结构。第三加热结构H3包括吸收层。
第一加热结构H1和第二加热结构H2随着激光输出功率变化表现出相似的升温速率。同时，在相同的激光输出功率下，第三加热结构H3与第一加热结构H1和第二加热结构H2相比具有更高的温度。这表明当加热结构中包括使用反应性离子蚀刻减小聚苯乙烯珠状部的尺寸制造的网状金属棱柱时，可以实现更高的热效率。
图19是根据一实施例的气溶胶生成装置的附图。
参照图19，气溶胶生成装置800可以包括配置成用于加热气溶胶生成制品(例如，气溶胶生成制品2、3)的至少一个加热结构850，以及配置成朝至少一个加热结构850发射光线的至少一个光源855。一方面，在图19的气溶胶生成装置800中，气溶胶生成装置800包括配置成用于控制加热结构850和/或光源855的控制部810，以及配置成向控制部810供电的电池840，但也可以包括或省略其他组件。
在一实施例中，气溶胶生成装置800可包括单个加热结构850。加热结构850可以至少部分地围绕用于放置气溶胶生成制品的腔室。加热结构850可以具有以下结构：在该结构中，例如基板551、651或751至少部分地具有弯曲的面。
在一实施例中，气溶胶生成装置800可包括多个加热结构850。多个加热结构850可以根据放置气溶胶生成制品的腔室来位于不同位置中。包括在多个加热结构850中的金属棱柱的金属材料可以相同或不同。
在一实施例中，光源855可以配置成以预定角度向加热结构850传输光信号。例如，光源855可以以在加热结构850的表面产生全反射的角度传输光信号。在一实施例中，光源855可以以任意角度向加热结构850传输光信号。
在一实施例中，光源855可以配置成发射处于紫外光频带、可见光频带和/或红外光频带的光线。在一些实施例中，光源855可以配置成传输处于可见光频带(例如，约380nm至约780nm)的光线。
在一些实施例中，光源855可配置成发射与包括在加热结构850中的金属棱柱的金属颗粒材料相对应的频带的光。例如，光源855可以发射与金属颗粒的材料的平均最大吸光度相对应的波长频带的光。
在一实施例中，光源855可以包括发光二极管和/或激光器。发光二极管和/或激光器可以是适合包含在气溶胶生成装置800中的任意类型和/或尺寸。例如，激光器可以包括固态激光器和/或半导体激光器。
在一实施例中，气溶胶生成装置800可包括多个光源855。多个光源855可以被实现为相同类型的光源。在一实施例中，多个光源855中的至少一部分可以实现为不同类型的光源。
在一实施例中，多个光源855中的至少一个光源855可以配置成照射加热结构850的一部分。
在一实施例中，加热结构850的由多个光源855中任一个光源855照射的部分可能与加热结构850的由另一光源855照射的部分不同。例如，多个光源855可以照射单个加热结构850的不同部分或者分别照射多个加热结构850。
在一实施例中，多个光源855可以配置成基本上同时照射。在一实施例中，多个光源855中的至少一个光源855的照射时间点可以与另一光源855的照射时间点不同。
在一实施例中，多个光源855可以照射加热结构850基本上相同的时长。在一实施例中，多个光源855中任一个光源855的照射时长可以与另一光源855的照射时长不同。
在一实施例中，多个光源855可以传输基本上相同波长频带的光。在一实施例中，由多个光源855中任一个光源855照射的光的频带可以与由另一光源855照射的光的频带不同。
在一实施例中，多个光源855可以以基本上相同的照度照射加热结构850。在一实施例中，多个光源855中任一个光源855的照度可以与另一光源855的照度不同。
本文的实施例旨在进行说明而非用于限制。可以对包括所附权利要求书及其等同物在内的本公开的具体内容进行多种变形。在本文中说明的任何实施例可以与本文中任何其他实施例组合使用。
Claims (15)
1.一种加热结构，所述加热结构包括：
基板；以及
金属棱柱，所述金属棱柱配置成在所述基板上形成至少一个孔，并通过表面等离子体共振(SPR)而产生热量。
2.根据权利要求1所述的加热结构，其中，
所述至少一个孔被所述基板和所述金属棱柱围绕。
3.根据权利要求1所述的加热结构，其中，
所述金属棱柱形成彼此分隔开的多个孔。
4.根据权利要求1所述的加热结构，其中，
所述至少一个孔具有大致圆形或椭圆形的形状。
5.根据权利要求1所述的加热结构，其中，
所述至少一个孔具有约290纳米(nm)至约360nm的直径。
6.根据权利要求1所述的加热结构，其中，
所述金属棱柱具有：面向所述基板的第一基面、与所述第一基面相反的第二基面、以及位于所述第一基面和所述第二基面之间以限定出所述至少一个孔的多个侧面。
7.根据权利要求6所述的加热结构，其中，
所述第一基面和所述第二基面之间的距离在大于0nm且小于等于约10nm的范围内。
8.根据权利要求1所述的加热结构，其中，
所述金属棱柱包括金属颗粒，所述金属颗粒配置成通过波长范围为约380nm至约780nm的光而共振。
9.根据权利要求1所述的加热结构，其中，
所述基板的导热率在大于0瓦每米-开尔文(W/mK)且小于等于约45W/mK的范围内。
10.一种气溶胶生成装置，所述气溶胶生成装置包括：
光源；以及
根据权利要求1所述的加热结构，所述加热结构配置成接收来自所述光源的光。
11.一种加热结构，所述加热结构包括：
基板，所述基板的导热率在大于0瓦每米-开尔文(W/mK)且小于等于约45W/mK的范围内；以及
金属棱柱，所述金属棱柱设置在所述基板上，并且配置成通过表面等离子体共振(SPR)而产生热量。
12.根据权利要求11所述的加热结构，其中，
所述基板包括玻璃。
13.一种对通过表面等离子体共振(SPR)而产生热量的加热结构进行制造的方法，所述方法包括：
将多个珠状部施用在基板上；
减小所述多个珠状部的尺寸；
将多个金属颗粒沉积在所述基板和/或所述多个珠状部上；以及
移除所述多个珠状部。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，
减小所述多个珠状部的尺寸包括：使用反应性离子蚀刻(RIE)来蚀刻所述多个珠状部。
15.根据权利要求13所述的方法，其中，
减小所述多个珠状部的尺寸包括：将所述珠状部的直径减小至约290纳米(nm)至约360nm的范围。
Applications Claiming Priority (3)
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