低空经济的快速发展带动了碳纤维/环氧树脂复合材料在无人机、电动垂直起降飞行器等应用中的需求日益增长。然而，这类复合材料面外导热率（λ⊥）低这一固有特性，构成了关键的热传导瓶颈，对机载电子系统的性能和可靠性产生了不利影响。
西北工业大学顾军渭教授团队提出了一种结构设计，通过引入精确设计的球形热还原石墨烯（s-TRG）作为桥接填料，来提高中间相沥青基碳纤维（MPCF）/环氧树脂复合材料的λ⊥。在s-TRG负载量为10 wt%、MPCF负载量为60 wt%的条件下，MPCF/s-TRG/环氧树脂复合材料的λ⊥达到了2.73 W m⁻¹ K⁻¹，相较于MPCF/环氧树脂复合材料（1.00 W m⁻¹ K⁻¹）提升了173.0%，并且约为采用传统TRG填料的同类材料（1.60 W m⁻¹ K⁻¹）λ⊥的1.71倍。
此外，10 wt% MPCF/s-TRG/环氧树脂复合材料展现出优异的多功能性能，包括75 dB的电磁干扰屏蔽效能、42.1 MPa的层间剪切强度和538.0 MPa的弯曲强度。
蒙特卡罗模拟表明，这种增强源于s-TRG的各向同性球形结构，该结构促进了其在三维层间空间内高效的多点桥接，从而克服了平面石墨烯片层有限的面外接触特性。这项工作不仅为导热增强提供了一种有效的填料结构设计策略，也为下一代轻量化低空飞行器中高功率密度电子设备的热管理提供了一条可行的途径。
图1：（A）通过电喷雾和高温煅烧合成s-TRG的示意图，（B，B″）s-GO/PMMA的SEM图像，（C，C″）s-TRG的SEM图像，（D）TGA曲线，（E）FT-IR光谱和（F）XRD图谱。
该研究以题为“Superior through-plane thermal conductivity in carbon fibers/spherical graphene/epoxy laminated composites for low-altitude aircrafts”发表在《InfoMat》
https://doi.org/10.1002/inf2.70139
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