中國粉體網訊  新一代大功率電子設備對具有先進熱管理能力的材料和結構有著巨大的需求，雖然通過添加高含量的高導熱填料可以有效提高復合材料的導熱性能，但高導熱填料含量的增加勢必會導致剛度增加，從而阻礙其與模具表面形成無縫接觸的能力。犧牲的柔韌性和延展性會損害TIM的表面柔順性、熱接觸面積和熱機械穩定性。因此，基于高導熱性和形變性之間的權衡，制備同時具有高導熱性和高柔韌性的熱界面材料至關重要。

近日，青島大學孫彬教授聯合香港科技大學張統一院士、上海交通大學黃興溢教授、南方科技大學朱桂妹研究員在Nature子刊《npj Flexible Electronics》，發表了最新研究成果“Flexible yet impermeable composites with wrinkle structured BNNSs assembling for high-performance thermal management”。

研究者使用靜電紡絲結合超聲的方法，先將氮化硼納米片（BNNS）沉積到預拉伸TPU電紡纖維上，在纖維膜預應力釋放之后，纖維恢復到初始狀態，而BNNSs則會隨著纖維回縮自發形成緊密搭連的雙軸褶皺結構。

實驗基本原理（圖源：npj Flexible Electronics）

在BNNS約為32wt%~35wt%的低添加含量下，該納米復合材料具有26.58W/m·K~29.38W/m·K的高面內熱導率，并且熱阻隨著預拉伸程度的增加而顯著降低。另外，研究團隊通過有限元分析證明褶皺結構有利于熱流傳輸，可以改善復合材料垂直方向的導熱性能。

復合材料熱性能（圖源：npj Flexible Electronics）

該復合材料用于常規電子器件及柔性電子器件的熱管理時，表現出良好的散熱效果，甚至優于部分商用熱界面材料。在超過3000次循環的創紀錄的長彎曲循環中，采用100%預應變復合材料的柔性器件的最大溫度波動僅在0.9°C以內，不到商用導熱墊的三分之一，表明出出眾的熱管理能力和穩定性。

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

此外，該復合材料還具有低剛度、優異的抗滲性和氣密密封性能，可防止電子設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基金和青島諾康環保科技有限公司的大力支持。

參考來源：npj Flexible Electronics官網

（中國粉體網編輯整理/梧桐）

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