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  • 发明“柔性绝缘体”具有高强度和优良的导热性能!

    发明“柔性绝缘体”具有高强度和优良的导热性能!

    莱斯大学布朗工程学院发明的一种纳米复合材料有望成为一种用于柔性电子、储能和电子设备的高温介质材料。该纳米复合材料由一维聚合物纳米纤维和二维氮化硼纳米薄片组成。纳米纤维增强了自组装材料的性能,而“白色石墨烯”纳米薄片提供了一个导热网络,使其能够承受分解普通介质、电池中的极化绝缘体以及分离正负电极的其他设备的热量。材料科学家普利克尔·阿加扬实验室的这一发现在发表在《先进功能材料》上。

    发明“柔性绝缘体”具有高强度和优良的导热性能!

    Ajayan实验室的研究科学家M.M. Rahman和博士后研究员Anand Puthirath领导了这项研究,以应对下一代电子产品带来的挑战:介质必须是薄、坚韧、柔软,并且能够承受恶劣的环境。拉赫曼谈到这种普通材料时说:陶瓷是一种很好的介电材料,但它在机械上很脆弱,另一方面,聚合物是一种良好的介质,具有良好的机械性能,但它的耐热性非常低。氮化硼是一种电绝缘体,但能很好地分散热量。

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    • 莱斯大学研究科学家M.M. Rahman持有一种由聚合物纳米纤维层和氮化硼组成的柔性介质。这种新材料能经受高温,是柔性电子产品、储能设备和热影响较大的电子设备的理想材料。图片:Jeff Fitlow/Rice University

    当把聚合物纳米纤维和氮化硼结合在一起时,得到了一种机械性能优异、热稳定性和化学稳定性都非常稳定的材料。这种12到15微米厚的材料可以有效地吸收高达250摄氏度(482华氏度)的热量。实验表明,聚合物纳米纤维-氮化硼复合材料的散热效果是单一聚合物的四倍。最简单的形式是,一层聚芳纶纳米纤维通过范德华力与少量氮化硼薄片结合,其重量占最终产品重量的10%。

    发明“柔性绝缘体”具有高强度和优良的导热性能!

    薄片的密度刚好足够形成一个散热网络,仍然允许复合材料保持其灵活性,甚至可折叠性,同时保持其健壮性。多层聚酰胺和氮化硼可以使材料更厚,同时保持弹性。一维聚酰胺纳米纤维除了导热性外,还有许多有趣的特性。氮化硼现在是一种非常有趣的二维材料。它们都有不同的独立属性,但当它们在一起时,它们就会变得非常独特。这种材料是可伸缩的,应该很容易融入生产。

    发明“柔性绝缘体”具有高强度和优良的导热性能!

    参考期刊《先进功能材料》

    DOI: 10.1002/adfm.201900056

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