导热高分子复合材料界面热障重要研究成果

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研究背景

随着5G时代的到来，柔性电子设备向高功率化、高密度化和高集成化方向迅速发展，其热量的急速积聚极大地影响了柔性电子设备的稳定性、可靠性与使用寿命，亟需使用导热高分子复合膜来解决其热问题。其中，界面热障及界面处的声子散射是限制高分子复合膜导热系数（λ）快速高效提升的主要瓶颈问题。然而，关于导热高分子复合膜内界面热障及界面处声子散射的研究工作鲜有报道。

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研究进展

西北工业大学顾军渭教授团队通过尿素熔体对氧化石墨烯进行氨基化改性（NH2-GO），经热还原制得NH2-rGO导热填料，进而采用“原位聚合-刮涂-热亚胺化”法制备NH2-rGO/PI导热复合膜（图1）。采用Raman光谱对NH2-rGO/PI导热复合膜界面处声子散射进行分析表征，揭示其界面导热机理，并分析研究了NH2-rGO导热填料用量对NH2-rGO/PI导热复合膜导热性能、力学性能和热性能的影响。

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未来展望

采用Raman光谱对导热高分子复合材料内界面处的声子散射与界面热障进行分析表征，可为导热高分子复合材料界面热障及其界面导热机理的深入研究提供一种新的研究思路和方法。本文制备的NH2-rGO/PI导热复合膜具备优异的导热性能、力学性能与耐热性能，有望于拓宽PI膜在高集成柔性电子设备领域的应用前景。

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作者简介

顾军渭，西北工业大学教授/博导，英国皇家化学会会士、英国材料学会会士，陕西省杰出青年科学基金获得者。现任化学与化工学院副院长、陕西省高分子科学与技术重点实验室副主任、无人系统技术研究院智能材料与结构研究所所长；兼任中国复合材料学会导热复合材料专业委员会常务副主任、中国化学会高级会员等。主要从事功能高分子复合材料（导热、电磁屏蔽、吸波、吸声等）和纤维增强树脂基复合材料（透波、耐烧蚀）的功能/结构一体化设计制备及加工研究。获高等学校科学研究优秀成果奖（科学技术）发明二等奖（排名2/6）。主持国家自然科学基金、重点项目以及其他国家和省部级科技项目20余项。以第一或通讯作者在ACS Nano, Sci Bull, Compos Sci Technol和Research等期刊发表SCI论文110余篇（入选第一或通讯作者ESI热点论文29篇、ESI高被引论文43篇），SCI引用8300余次（H-index为56）。3篇论文入选2018、2019年“中国百篇最具影响国际学术论文”。授权、公开中国/美国发明专利40余件。