近日，韓國(guó)釜山國(guó)立大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種制備導(dǎo)熱聚合物復(fù)合材料的新方法，新工藝無(wú)需進(jìn)行表面改性即可改變填料的方向，從而實(shí)現(xiàn)高效散熱。該成果在線發(fā)表在發(fā)表在Polymer Testing期刊的第117卷中。

論文地址：DOI：https ://doi.org/10.1016/j.polymertesting.2022.107838

由于其輕質(zhì)性和柔韌性，導(dǎo)熱聚合物復(fù)合材料被應(yīng)用于電子產(chǎn)品中的熱源和散熱器之間，以將產(chǎn)生的熱量散發(fā)到周圍環(huán)境中。控制復(fù)合材料中導(dǎo)熱和各向異性填料的取向通常使用外部熱場(chǎng)，并且需要對(duì)例如六方氮化硼（h-BN）粉體表面改性，過(guò)程復(fù)雜且能耗高。

研究人員提出了利用熱泳（Thermophoresis）現(xiàn)象的思路。熱泳是指由于溫度梯度對(duì)顆粒產(chǎn)生的效應(yīng)，它會(huì)造成顆粒從一個(gè)高溫區(qū)移動(dòng)至低溫區(qū)。工業(yè)上的熱除塵器就是利用了熱泳現(xiàn)象，將灰塵沉降在冷的壁面上而達(dá)到收集和除塵的效果。為了制備聚合物復(fù)合材料，研究人員將導(dǎo)熱六方氮化硼 (h-BN) 填料顆粒懸浮在紫外線固化液體中，并將其涂在兩塊玻璃板之間。沿薄膜厚度施加溫度梯度，導(dǎo)致填料顆粒旋轉(zhuǎn)，并沿施加的溫度梯度重新排列。在達(dá)到所需的方向后，復(fù)合材料被光固化，從而形成具有固定填料方向的固體復(fù)合材料，形成傳熱路徑。

研究人員表示，雖然沒(méi)有獲得沿應(yīng)用溫度梯度的完美填料取向，但可以通過(guò)簡(jiǎn)單地增加溫度梯度來(lái)改善面內(nèi)和面外導(dǎo)熱率。此外，該方法既不需要能量密集型外部場(chǎng)，也不需要填料表面改性來(lái)控制填料取向。這種通用方法可以進(jìn)一步用于定制源自受控填料方向的其他聚合物復(fù)合材料功能，包括氣體阻隔性能、導(dǎo)電性和機(jī)械性能。

編譯 YUXI

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