隨著5G技術的日益成熟，微電子產品的散熱問題成為一個亟待解決的難題。高效地解決這個難題的策略是制備高熱導率的導熱高分子復合材料。目前，大多數(shù)報道文獻中，難以提出一種簡單的、可靠的、低成本、有效的方式來制備高導熱的導熱高分子復合材料。本文，天津工業(yè)大學材料科學與工程學院包晨露副教授團隊研究開發(fā)了一種超重力自組裝技術，用于制備不同類型的高導熱復合高分子材料。相關成果，已發(fā)表在《Energy Conversion and Management》和《Carbon》上。天津工業(yè)大學博士生袁濤為論文第一作者，通訊作者為天津工業(yè)大學材料科學與工程學院包晨露副教授。
前期工作發(fā)現(xiàn)，超重力自組裝技術能夠完全融入到高分子加工流程中（包括：原位聚合、熔融共混、溶液共混），并能夠取得大幅度地提升其導熱性能。
超重力自組裝技術制備高導熱/導電的復合相變（PCM）材料（圖1）。該復合PCM材料的垂直熱導率達到17.0 W/mK，電導率也達到60.5 S/cm。復合PCM材料可以與熱電組件（Bi2Te3）組裝成可擴展PCM基光熱電矩陣。其中，制備復合PCM材料能夠被當作熱/電橋和穩(wěn)壓器。復合PCM基光熱電矩陣的輸出功率/功率密度分別達到7.13mW和6.34W/m2。同時，其輸出電壓波動也被抑制了30%。
本文展示了一種新、可靠、高效且簡單的復合高分子加工工藝-超重力自組裝技術。得益于超重力自組裝技術的振實效應，復合高分子材料的熱導率/電導率得到大幅度提升，并開拓高導熱/導電復合材料的在超級快充散熱/電磁屏蔽和光熱電矩陣的應用。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1016/j.coco.2022.101265
https://doi.org/10.1016/j.carbon.2022.12.028
https://doi.org/10.1016/j.enconman.2021.115079
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