可扩展、坚固、低成本且高导热的各向异性纳米复合薄膜，有效实现智能手机和大功率LED模块高效散热
信息来源：高分子科学前沿
5G时代的到来，电子设备小型化、致密化和功率密度增加，不可避免地在有限的时间和封闭空间内产生大量的热量积累。集聚的热量会严重影响电子元件的可靠性和寿命，甚至会引发火灾。现有热管理材料仍存在弱点，如金属和陶瓷材料具有高硬度和高密度，而轻质柔性聚合物复合材料热导率相对较低，迫切需要设计具有超高平面内导热性的聚合物热管理材料，以实际应用于5G领域的器件热管理。
同济大学王正洲教授和南昆士兰大学宋平安教授等合作，通过苯基膦酸盐（PPA）的逐层组装制备类珍珠层的各向异性纳米复合膜PPA@GNPs-PVP，此材料具有高柔韧性、259 MPa的高拉伸强度和82.4 W m-1 K-1的超高面内导热系数，可有效冷却智能手机和大功率LED模块。同时纳米复合膜材料是阻燃的，且可以屏蔽电磁干扰。为大规模生产导热纳米复合材料提供了一个可行策略，在电子、军事和航空航天领域热管理材料上具有巨大的应用前景。相关工作以“Scalable, Robust, Low-Cost, and Highly Thermally Conductive Anisotropic Nanocomposite Films for Safe and Efficient Thermal Management”为题发表在《Advanced Functional Materials》期刊。
类珍珠层纳米复合薄膜的设计
复合薄膜材料表征
复合材料的力学性能
薄膜热传导效果
热管理应用演示
材料的耐火性和抗电磁干扰性
对材料进行机械性能测试，0.12g的15P@G-PVA/10G薄膜可承受2.0 kg重量，在静态拉伸力下不会断裂，超过其自身重量的16600倍。15P@G-PVA/10G薄膜在25℃时热导率为82.4 W m-1 K-1，约为纯PVA的411倍。在运行大型游戏程序5分钟后，智能手机的背面温度从29.2℃迅速上升至39.9℃。在整合15P@G-PVA/10G复合膜和商用锡箔后，智能手机背面温度分别为36.9℃和38.4℃。15P@G-PVA/10G复合膜不能被酒精灯点燃，只有少量烟雾散发；在12GHz时具有较高的电磁干扰强度（37.8dB），结果表明，15P@G-PVA/10G纳米复合薄膜作为高效热管理材料，在电子、汽车、军事和航空航天等领域大功率电子器件中具有广阔的应用前景。
