中國(guó)粉體網(wǎng)訊  新一代大功率電子設(shè)備對(duì)具有先進(jìn)熱管理能力的材料和結(jié)構(gòu)有著巨大的需求，雖然通過(guò)添加高含量的高導(dǎo)熱填料可以有效提高復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能，但高導(dǎo)熱填料含量的增加勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致剛度增加，從而阻礙其與模具表面形成無(wú)縫接觸的能力。犧牲的柔韌性和延展性會(huì)損害TIM的表面柔順性、熱接觸面積和熱機(jī)械穩(wěn)定性。因此，基于高導(dǎo)熱性和形變性之間的權(quán)衡，制備同時(shí)具有高導(dǎo)熱性和高柔韌性的熱界面材料至關(guān)重要。

近日，青島大學(xué)孫彬教授聯(lián)合香港科技大學(xué)張統(tǒng)一院士、上海交通大學(xué)黃興溢教授、南方科技大學(xué)朱桂妹研究員在Nature子刊《npj Flexible Electronics》，發(fā)表了最新研究成果“Flexible yet impermeable composites with wrinkle structured BNNSs assembling for high-performance thermal management”。

研究者使用靜電紡絲結(jié)合超聲的方法，先將氮化硼納米片（BNNS）沉積到預(yù)拉伸TPU電紡纖維上，在纖維膜預(yù)應(yīng)力釋放之后，纖維恢復(fù)到初始狀態(tài)，而BNNSs則會(huì)隨著纖維回縮自發(fā)形成緊密搭連的雙軸褶皺結(jié)構(gòu)。

實(shí)驗(yàn)基本原理（圖源：npj Flexible Electronics）

在BNNS約為32wt%~35wt%的低添加含量下，該納米復(fù)合材料具有26.58W/m·K~29.38W/m·K的高面內(nèi)熱導(dǎo)率，并且熱阻隨著預(yù)拉伸程度的增加而顯著降低。另外，研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)有限元分析證明褶皺結(jié)構(gòu)有利于熱流傳輸，可以改善復(fù)合材料垂直方向的導(dǎo)熱性能。

復(fù)合材料熱性能（圖源：npj Flexible Electronics）

該復(fù)合材料用于常規(guī)電子器件及柔性電子器件的熱管理時(shí)，表現(xiàn)出良好的散熱效果，甚至優(yōu)于部分商用熱界面材料。在超過(guò)3000次循環(huán)的創(chuàng)紀(jì)錄的長(zhǎng)彎曲循環(huán)中，采用100%預(yù)應(yīng)變復(fù)合材料的柔性器件的最大溫度波動(dòng)僅在0.9°C以內(nèi)，不到商用導(dǎo)熱墊的三分之一，表明出出眾的熱管理能力和穩(wěn)定性。

該復(fù)合材料作為計(jì)算機(jī)CPU的TIM熱管理能力（圖源：npj Flexible Electronics）

此外，該復(fù)合材料還具有低剛度、優(yōu)異的抗?jié)B性和氣密密封性能，可防止電子設(shè)備受到水和其他有害氣體的侵入。該工作得到了山東省自然科學(xué)基金和青島諾康環(huán)保科技有限公司的大力支持。

參考來(lái)源：npj Flexible Electronics官網(wǎng)

（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/梧桐）

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