近日，華東理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院吳唯教授課題組通過金屬與陶瓷顆粒的設(shè)計(jì)、合成與組裝，成功制備了新型雜化導(dǎo)熱填料。這類填料在聚合物中構(gòu)建導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)的能力獲得大幅提升，能夠顯著提高聚合物材料的導(dǎo)熱性能，具有重要價值。

圖片來源：華東理工大學(xué)

目前，高集成度的微型芯片是實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)的重要基礎(chǔ)。但是，用于芯片封裝的聚合物材料的導(dǎo)熱性能不佳，嚴(yán)重制約著集成化芯片的發(fā)展。

據(jù)悉，吳唯教授課題組通過Cu2+的原位還原，實(shí)現(xiàn)了在二維氮化硼（BN）片層對零維納米Cu球的負(fù)載，制備出全新的BN@Cu雜化填料。

由于這種BN@Cu雜化填料特殊的結(jié)構(gòu)特征，一方面提高了填料表面粗糙度，二維BN填料表面因零維納米Cu球的凸起更易形成穩(wěn)定的導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)；另一方面增大了填料與基體間接觸面積，使熱量從聚合物基體以聲子傳遞形式經(jīng)二維BN平臺作用再通過納米Cu球傳導(dǎo)提供了更通暢的通道，減少了聲子散射。

二者共同作用的結(jié)果，有效提高了聚合物的熱導(dǎo)率。通過對不同負(fù)載量下雜化填料對聚合物導(dǎo)熱性能的研究，獲得了對構(gòu)建導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)最為有效的填料結(jié)構(gòu)，將聚合物導(dǎo)熱系數(shù)提高了500%。

目前，該研究工作已在線發(fā)表在國際著名期刊Materials & Design上。此外，該研究還得到中國國家自然科學(xué)基金委（NSFC）與德國研究聯(lián)合會（DFG）聯(lián)合基金“中德合作研究小組”、國家留學(xué)基金委創(chuàng)新型人才國際合作培養(yǎng)項(xiàng)目“中德合作新型功能高分子材料高端研發(fā)人才的國際聯(lián)合培養(yǎng)”等項(xiàng)目資助。