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高性能3D打印的石墨烯复合材料开发了用于有效冰控制的
由中国科学院的Hefei物理科学学院王Zhenyang教授领导的研究团队开发了一种新型的3D打印石墨烯/聚合物双层复合材料，具有高各向异性的导热率。
来源:英国物理学家网首页由中国科学院的Hefei物理科学学院王Zhenyang教授领导的研究团队开发了一种新型的3D打印石墨烯/聚合物双层复合材料，具有高各向异性的导热率。
突破为高级冰控制应用提供了改进的光热和电热性能。该研究发表在碳和化学工程杂志上。
碳 化学工程杂志石墨烯以其出色的热和电导率而闻名，尤其是其强度强的各向异性 - 平面内电导率和较低的整个平面电导率。
电导率为了利用这一特性，研究人员采用了双嘴融合沉积建模（FDM）3D打印到在热塑性聚氨酯（TPU）矩阵中定向对准石墨烯。所得的双层复合材料，由石墨烯增强的TPU（G-TPU）和整齐的TPU（N-TPU）组成，其平面内电导率为4.54 w/（m·k），各向异性比率约为8。
通过激光引起的表面工程实现进一步的性能。激光处理保留了石墨烯对齐，暴露了导电网络并创建了一个碳化的TPU层，从而改善了热和电向的各向异性。
激光治疗各向异性导热比增加到9.1，而各向异性电阻比的提高不止一个数量级。此外，激光处理的表面表现出改善的疏水性和光吸收，从而提高了光热转化效率。
热导率这项工作提供了可扩展的策略，用于为反/除冰系统制造高性能材料。
高性能材料 更多信息： doi：10.1016/j.carbon.2025.120023 doi：10.1016/j.cej.2025.162399