高导热石墨烯纤维(GFs)在下一代高通量热管理系统中前景广阔，但其与聚合物树脂界面相容性不足，严重制约了其在先进复合材料中的应用。这一限制不仅大幅降低了热传导与力学传递效率，还导致材料在极端热循环下的稳定性受损。
浙江大学、北京科技大学、青岛大学等研究团队提出了一种分子设计接合界面工程方法，通过在褶皱石墨烯纤维表面接枝精选的硅烷基分子系链，使其与环氧树脂网络形成共价桥接，从而有效解决石墨烯纤维与聚合物树脂的界面结合难题。
制备所得的石墨烯纤维复合材料实现了界面性能的协同提升：界面剪切强度增加61.6%（从55.2 MPa提高至89.2 MPa），面内热导率更是达到创纪录的571.1 W·m⁻¹·K⁻¹。
尤为重要的是，在100次热冲击循环（25~125°C）过程中，其热导率保持率始终超过98%，展现出卓越的界面稳定性与抗热疲劳性能。
此外，分子动力学模拟揭示，分子系链界面层中刚性苯环结构的介入，使得石墨烯与环氧树脂之间获得高达373.56 MW·m⁻²·K⁻¹的界面热导；而柔性或不匹配的分子系链则会引起界面结构无序并削弱光谱耦合。
该分子接合界面工程开辟了通过界面设计与化学调控提升石墨烯纤维复合材料热机械性能的新路径，为开发高可靠、高通量的热管理材料奠定了基础。
该研究以题为“Highly Thermally Conductive and High Shear Strength Graphene Fiber Composites via Molecular Conjugation Interface Engineering for Extreme Thermal Management”发表在《Advanced Functional Materials》
https://doi.org/10.1002/adfm.202522804
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