【资料图】

据复合材料世界网站2022年12月21日报道，在韩国釜山国立大学的一项最新研究中，Chae Bin Kim教授和他的团队开发了一种更节能的方法来控制导热聚合物复合材料中填料的取向，而无需进行表面改性，从而提高了导热系数。

由于具有轻质和柔韧等优点，导热聚合物复合材料被应用于电子产品中的热源和散热器之间，将产生的热量散发到环境中。由于使用具有促进向特定方向热流动的填料，实现了更高效散热。然而，改变填充材料方向的传统工艺是一种能源密集型工艺，需要使用电场/磁场和表面改性等方法，但会损害填料本身质量及其热性能。

釜山国立大学研究人员提出的方法利用了热泳现象，这是一种温度梯度导致悬浮在流体介质中的固体颗粒移动或旋转的现象。为了制备聚合物复合材料，研究人员将导热六方氮化硼（h-BN）填料颗粒悬浮在紫外线固化液体中，并将其涂在两块玻璃板之间。沿薄膜厚度施加温度梯度，导致填料颗粒旋转并沿施加的温度梯度重新排列。在达到所需的方向后，复合材料被光固化，从而得到具有固定填料方向的固体复合材料，形成传热路径。研究人员表示，此次研究是使用热泳控制各向异性填料取向的首个实验证明。

导热聚合物复合材料（如导热膏）用于手机、笔记本电脑，甚至电池中。考虑到电子产品产量的增长，以及未来逐步向电动汽车(EV)等领域的过渡推广应用，研究人员认为，所提出的方法有可能降低制造导热聚合物复合材料的能源成本。此外，通过避免表面改性的需要，可以开发高效导热聚合物复合材料，以改善散热并延长电子产品的使用寿命。高效的散热材料可以确保设备的最佳运行条件，同时提高可靠性、使用寿命和用户安全性。

除了提高导热性外，填料还用于改变复合材料的光学、电气和力学性能，同时不会降低质量。

这项研究“使用热泳法控制聚合物中的导热二维填料取向”的研究成果将于2023年1月1日发表在第117期《聚合物测试》期刊中。