华东理工新型导热填料的导热系数可提高500%

近日，华东理工大学材料科学与工程学院吴唯教授课题组通过金属与陶瓷颗粒的设计、合成与组装，成功制备了新型杂化导热填料。这类填料在聚合物中构建导热网络的能力获得大幅提升，能够显著提高聚合物材料的导热性能，具有重要价值。

图片来源：华东理工大学

目前，高集成度的微型芯片是实现万物互联的重要基础。但是，用于芯片封装的聚合物材料的导热性能不佳，严重制约着集成化芯片的发展。

据悉，吴唯教授课题组通过Cu2+的原位还原，实现了在二维氮化硼（BN）片层对零维纳米Cu球的负载，制备出全新的BN@Cu杂化填料。

由于这种BN@Cu杂化填料特殊的结构特征，一方面提高了填料表面粗糙度，二维BN填料表面因零维纳米Cu球的凸起更易形成稳定的导热网络；另一方面增大了填料与基体间接触面积，使热量从聚合物基体以声子传递形式经二维BN平台作用再通过纳米Cu球传导提供了更通畅的通道，减少了声子散射。

二者共同作用的结果，有效提高了聚合物的热导率。通过对不同负载量下杂化填料对聚合物导热性能的研究，获得了对构建导热网络最为有效的填料结构，将聚合物导热系数提高了500%。

目前，该研究工作已在线发表在国际著名期刊Materials & Design上。此外，该研究还得到中国国家自然科学基金委（NSFC）与德国研究联合会（DFG）联合基金“中德合作研究小组”、国家留学基金委创新型人才国际合作培养项目“中德合作新型功能高分子材料高端研发人才的国际联合培养”等项目资助。