新聚合物发现挑战常规智慧

UMass Amherst领导的团队挑战了一种共同的信念,即完美的填充剂是创建导热聚合物的最佳选择。为了追求为现代设备开发下一代材料,轻巧,灵活且高效地消散热量的材料,由马萨诸塞大学阿默斯特大学(University of Massachusetts Amherst)领导的研究团队发现了[...]

来源:SciTech日报
这些插图显示了填充有完美(顶部,石墨)或不完美(底部,氧化石墨)填料的聚合物(长管)。图片来源:Yijie Zhou,麻省大学阿默斯特分校

麻省大学阿默斯特分校领导的团队正在挑战“完美填料是制造导热聚合物的最佳选择”这一普遍观念。

为了开发用于现代设备的下一代材料,即轻质、灵活且高效散热的材料,由马萨诸塞大学阿默斯特分校领导的一个研究小组发现了一个令人惊讶的见解:不完美也有其优点。

马萨诸塞大学阿默斯特分校

该研究发表在 Science Advances 上,结合了实验和理论工作,表明使用含有缺陷的导热填料增强的聚合物的性能比使用无缺陷填料的聚合物好 160%。这一意想不到的结果挑战了缺陷会削弱材料性能的传统观念。相反,它为设计具有极高导热性的聚合物复合材料开辟了一条新途径。

科学进步

这项研究由麻省大学阿默斯特分校领导,合作者来自麻省理工学院、北卡罗来纳州立大学、斯坦福大学、橡树岭国家实验室、阿贡国家实验室和莱斯大学。

北卡罗来纳州立大学

聚合物热管理的挑战

多年来,科学家们一直试图通过加入金属、陶瓷或碳基材料等高导热填料来提高聚合物的导热率。逻辑很简单:混合导热填料应该可以提高整体性能。

然而,实际上,事情并不是这么简单。考虑与钻石混合的聚合物。

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测试缺陷的作用

正如预期的那样,完美的填料本身比不完美的填料具有更高的导热性。

DOI:10.1126/sciadv.adp6516

该研究由美国国家科学基金会资助。

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