中科院合肥物质科学研究所Zhenyang Wang组--通过构建超薄氮化硼纳米片和碳纳米管的导热通道以提高热塑性聚氨酯的传热性能

在小型设备中，热界面材料（TIM）的开发变得越来越重要，因此探索具有导热性和弹性的高导热性TIM具有非常重要的意义。这里，通过构建超薄六角形氮化硼纳米片（h-BNNSs）和碳纳米管（CNTs）的导热通道，制备了高导热性，柔韧性和弹性的聚合物基热塑性聚氨酯（TPU）复合膜。然后，h-BNNSs/CNTs / TPU复合材料的最大热导率高达1.35 W m-1 K-1，相对于原始聚合物TPU，其导热率提高了约513％。如此好的热导率归因于多通道传热结构的构建。而且，该复合膜具有出色的绝缘性，可以拉伸到其原始长度的300％以上。因此，该h-BNNSs/CNTs/TPU复合膜作为重要TIMs在热导应用中具有巨大的潜力。

Figure 1. h-BNNSs/CNTs/TPU复合膜的合成过程示意图。

Figure 2. （a）h-BNNSs/CNT前驱体的SEM内部形貌;（b）h-BNNSs/CNTs/TPU复合膜的SEM横截面形貌及其圆形实物照片;（c）光滑的h-BNNSs/CNTs/TPU复合膜的SEM形貌;（d）h-BNNSs/CNTs/TPU复合材料在拉伸前后的实物图。

Figure 3. （a）方形且表面光滑（h-BNNS30/CNT70）65/TPU35复合膜的光学照片，（b–e）（h-BNNS30/CNT70）65/TPU35复合膜在折叠，打结，卷曲和卷起状态时的照片。

Figure 4. （a–c）具有不同TPU含量的h-BNNSs/CNT/TPU复合材料的DMA结果；（d）（h-BNNSX/CNT Y）65/TPU35复合膜的热导率和热扩散率;（e）热导率增强和热扩散率;（f）循环弯曲后，（h-BNNS30/CNT70）65/TPU35复合材料的热导率。

相关研究工作由中国科学院合肥物质科学研究院Zhenyang Wang课题组于2020年发表在New Journal of Chemistry期刊上。原文：Increasing heat transfer performance of thermoplastic polyurethane by constructing thermal conduction channels of ultra-thin boron nitride nanosheets and carbon nanotubes。