贵州大学谢兰教授课题组Journal of Materials Chemistry A：在纳米纤维基导热复合材料研究取得重要进展

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（1）高能量密度分布下的元器件在频繁的使用过程中会积累大量热能，对使用寿 命与性能造成严重威胁。柔性、轻质、热绝缘的高导热复合材料成为了辅助器件快速散热并解决 高能量密度分布下的元器件在频繁的使用过程中会积累大量热能，对使用寿 命与性能造成严重威胁。柔性、轻质、热绝缘的高导热复合材料成为了辅助器件快速散热并解决热积累问题的关键，同时也是现阶段备受关注的研究热点。然而，往往因为填料之间过高的界面热阻成为了提高复合材料有效导热性能的难点。

图1-碳化硅/二硫化钼纳米杂化材料结构设计与制备过程

近日，贵州大学材料与冶金学院谢兰教授带领的高分子合成与构造课题组在 国际TOP期刊《Journal of Materials Chemistry A》(影响因子：10.73)上发表重要成果“ From Tanghulu-like to Cattail-like SiC Nanowire Archiectures: Interfacial Design of Nanocellulose Composites toward Highly Thermal Conductivity”（doi.org/10.1039/D0TA04674D）。青年教师薛白博士为第一作者，硕士研究生杨胜都为论文共同一作，通讯作者谢兰教授。

图 2-复合材料导热性能表征分析

图3-复合材料水平方向散热表现与可能的导热路径分析

该项工作通过 合成碳化硅-二硫化钼纳米杂化材料利用真空辅助技术制备多层结构的纳米纤维素导热复合材料，旨在通过高导热纳米材料界面结构设计降低填料之间界面热阻增强复合材料导热性能。获得的CNF/H-SiCNW-MoS2在22.5vol%的填料添加量下导热系数达到19.74W/mK。此外，H-SiCNW-MoS2相互之间的界面热阻相比于 SiCNW降低1个数量级。

（2）围绕着微电子科技领域获得的突破性进展，民用电子设备对功能设计的丰富 性与电子装备外观的多样化需求日益增加，造成集成单元模块与元器件设计的工 作频率与能量密度大幅度提升，其产生的热量积累导致电子产品使用可靠性受到了严重的威胁。为了满足工业领域对集成器件的散热需求，研发具有良好柔性、轻质、低成本高导热复合材料作为热界面材料解决散热问题成了现阶段备受关注的研究热点和难点。

近期，该课题组课题组 在 柔性热界面材料研究方面 取得重要进展， 开发了一种可靠有效的方法将AgNP原位修饰在rGO 纳米片上，使用简便的 LBL 自组装方式以TEMPO 氧化法获得的原纤化纳米纤维作为基体制备具有多层结构的柔性热界面复合材料，柔性膜材料水平方向热导率增强效率达到 1095% 。以题为“ Controllable Ag-rGO heterostructure for highly thermal conductivity in layer-by-layer nanocellulose hybrid films ” 的 相 关 学 术 成 果 发 表 在 化 学 工 程 领 域 权 威 期 刊 《 Chemical Engineering Journal 》（DOI:10.1016/j.cej.2019.123072）上。

图 1 原纤化纳米纤维素柔性热界面材料设计与制备路线

图 2 Ag-rGO 柔性热界面材料水平与垂直方向导热性能分析

以上论文的第一作者为贵州大学材料与冶金学院 2017 级研究生杨胜都，指 导教师为谢兰教授与薛白博士。研究工作得到国家复合改性聚合物材料工程中心秦舒浩研究员和浙江大学郑强教授的支持和帮助。该研究工作得到国家自然科学基金（编号：51763003 和 21604016），贵州省优秀青年科技人才项目（20195665），贵州省拔尖人才项目（编号：20170439178），贵州省研究生创新项目（编号：YJSCXJH(2019) 001）的支持。

原文链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/ta/d0ta04674d#!divAbstracthttps://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894719324842
来源：贵州大学

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