热超构材料是自2008年发展起来的一种新颖材料,展现出了许多超越传统材料的热学功能和性质,自诞生之初就吸引了广泛关注。热超构材料可打破热流各向同性扩散的天性,实现针对热流大小和方向的定向调控,设计许多新奇的热学功能和器件,在热管理、传热强化、热能收集等领域具有广泛的应用前景。针对当前热超构器件种类还不够完善,功能不够全面的问题,本文在拓展热超构信息器件,探索自适应热伪装装置和热超构材料探测方法方面进行了创新。提出了加密热打印器件的概念。利用区域变换方法将一个区域划分为多个子区域,在每个子区域进行坐标变换,改变真实目标的位置、大小、形状、旋转角度,留下红外痕迹,通过恰当的拼接,这些笔画就能组成完整的红外信息,只有在红外相机下才能被“解码”。基于能量聚集和能量屏蔽能量单元,探索了高瞬态整流比的热二极管的可能性。该二极管的作用与电二极管和发光二极管中的不对称电流特性类似,能不对称地传输热能。通过有限元模拟发现,其瞬态热整流比高达50,在现有研究中是一个很大的突破。提出了一种通过调整平面外热传导来实现自适应热伪装的方法。通过数学推导,获得了沿背景板与伪装装置同步瞬态导热的基本设计原则,对伪装装置以及背景板的材料和形状进行了约束。通过有限元模拟证明了伪装装置和背景板同步实现热传导。提出了飞行激光点探测热超材料结构的方法。以理想热斗蓬、热聚集器和热旋转器为例,解释了飞行激光点对应的动态热点的热耗散行为与热超构材料的关系,成功识别了平面上的三种热结构,并探讨了激光点的半径对探测能力的影响。该方法可用于边缘检测,开发瞬态成像分析仪和反功能结构。