中國粉體網(wǎng)8月1日訊  近日，中科院蘇州納米所研究員李清文課題組將高導(dǎo)電、高導(dǎo)熱的銅納米線引入碳納米管紙，制備出具有高熱導(dǎo)率和電導(dǎo)率的新型碳納米管基散熱材料。相關(guān)成果發(fā)表于《碳》雜志。

    據(jù)了解，碳納米管具有極高的軸向熱導(dǎo)率，因而在大功率電子器件散熱材料中被寄予厚望。然而，其小尺寸特性，還有碳納米管之間及其與復(fù)合材料基體之間較大的接觸電阻和接觸熱阻，使得現(xiàn)有碳納米管復(fù)合材料熱導(dǎo)率與人們的期望相距甚遠(yuǎn)，嚴(yán)重制約了實際應(yīng)用。

    李清文團(tuán)隊在前期研究中發(fā)現(xiàn)，表面荷負(fù)電的羧基化碳納米管能夠?qū)崿F(xiàn)在硅脂中的高濃度分散并形成導(dǎo)熱良好的三維網(wǎng)絡(luò)，可大幅降低導(dǎo)熱硅脂的傳熱阻抗。

    在此基礎(chǔ)上，團(tuán)隊通過控制碳納米管的長度、管徑等因素，制備出了具有理想三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的柔性碳納米管紙，其傳熱阻抗低于導(dǎo)熱硅脂和商用散熱石墨片，且具備固態(tài)自支撐特性，在作為導(dǎo)熱界面材料時，能夠在不污染器件表面的條件下實現(xiàn)高效傳熱。

    另據(jù)了解，純碳納米管由于導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)密度偏低，且其中含有大量碳納米管搭接，使得導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性仍低于人們的期望。

    為此，團(tuán)隊巧妙地將高導(dǎo)電、高導(dǎo)熱的銅納米線引入碳納米管紙，由兩種納米線組成的互穿三維網(wǎng)絡(luò)最終成功實現(xiàn)10 W/（m·K） 的熱導(dǎo)率和超過105S/m的電導(dǎo)率。

    專家表示，鑒于其優(yōu)異的熱傳導(dǎo)性能，這種新型材料有望應(yīng)用在微電子互聯(lián)和熱界面材料領(lǐng)域。

    該項工作得到了國家自然科學(xué)基金、科技部“973”計劃、江蘇省產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新項目和江蘇省國際合作項目等的資助。