仅填充13.0 wt%氮化硼，制备2W/(m·K)、防漏液的柔性相变导热材料

柔性相变材料(Phase change materials, PCMs)作为一种高效的热管理材料，可以通过固-液相变过程吸收和释放热量，加上其具有优异的柔韧性，被认为是与物体接触且能够承受某些变形(例如，弯曲，拉伸和压缩)的材料。然而，柔性PCMs的导热系数低，漏液等固有缺陷，严重制约了其进一步的实际应用。通过加入导热填料的方式，虽然可以提高其导热率，但是提高幅度有限。因此，当PCMs用作导热界面材料TIMs时，对灵活性和增强导热性的要求仍然具有挑战性。

近期，西南交通大学王勇和祁晓东团队针对开发用于电子器件热管理的柔性导热相变材料取得最新进展。本文制备了聚二甲基硅氧烷/石蜡/氮化硼(PDMS/PW/BN)相变复合材料。首先通过刮削获得BN沿平面(x-y方向)的排列，然后通过热压缩和滚切诱导BN沿平面(z方向)排列。因此，PW被交联的PDMS/BN网络包裹，从而形成与天然木材类似的年轮结构。年轮结构有效地避免了PW液体泄漏，从而显示出高达98%的高尺寸保留率。BN网络的垂直取向使PCM在BN负载为13.0wt%时的通平面导热系数提高到2.16 W/(m·K)，与PDMS/PW相比，显著提高了943%。通过触发PW的熔融结晶转变，PCM表现出可调谐的导热性。原位x射线衍射表明，BN网络重排发生在相变过程中。在实际工作芯片上和有限元仿真中，验证了PCMs具有良好的热管理能力。这项工作提出了一种经济有效的方法来生产具有优异导热性的柔性PCM，在先进电子产品的热管理具有潜力。研究成果以“Tree-ring structured phase change materials with high through-plane thermalconductivity and flexibility for advanced thermal management”为题发表于《Chemical Engineering Journal》。

来源：Journalof Energy Chemistry