热管理薄膜需要具备高面内和面外方向的热导率。石墨烯具有优异的面内热导率；然而，开发面内和面外方向均具有高热导率的石墨烯基复合薄膜仍然是一个挑战。
重庆大学航空航天学院付绍云教授等研究团队通过将氧化铝Al₂O₃颗粒简单地插入石墨烯纳米片（GNP）/聚乙烯醇（PVA）体系中，制备了具有高面内和面外热导率的柔性石墨烯基复合薄膜。
选择PVA作为聚合物基体，是因为其具有优异的成膜性能、良好的机械柔韧性、增稠性能以及丰富的羟基，这些特性有利于填料（如GNP和Al₂O₃颗粒）的均匀分散。2D几何结构诱导GNP在面内取向，从而赋予复合材料较高的面内导热性。同时，引入的Al₂O₃颗粒破坏了这种取向，促进了面外热传导路径的形成，进而提高了面外导热性。
5μm Al₂O₃颗粒诱导的GNP重新取向使得复合薄膜具有最佳组成，其面外热导率峰值达到2.85 W/(m·K)，同时保持了13.11 W/(m·K)的稳定面内热导率，优于先前报道的具有类似GNP含量的同类材料。
通过使用智能手机和直流电机的散热实验进一步验证了其优异的热性能。由于其简单性和成本效益，本研究为制造适用于电子设备、可穿戴电子产品及其他相关应用的高性能导热石墨烯基复合材料提供了一种有前景的策略。
亮点
- 提出了一种具有高面内和面外热导率的柔性石墨烯基复合材料。
- 该复合材料的面内和面外FOM值远远超过以前具有相同石墨烯含量的复合材料。
- 阐明增强复合薄膜导热性的潜在机制。
该研究以题为“Al2O3/graphene nanoplatelet/polyvinyl alcohol composite film with high thermal conductivity in both in-plane and out-of-plane directions”发表在《International Communications in Heat and Mass Transfer》
DOI：10.1016/j.icheatmasstransfer.2026.111352
本文来自导热邦，本文观点不代表石墨烯网立场，转载请联系原作者。
