高性能聚合物基导热界面材料（TIMs）对于电子器件的高效散热至关重要。然而，如何在保持复合材料良好压缩性的同时实现高导热性仍然是一个挑战。
中国科学院金属研究所，沈阳材料科学国家实验室、中国科学技术大学材料科学与工程学院、西安稀有院研究团队采用定向冷冻技术，以氧化石墨烯（GO）为无机桥联剂，制备了具有垂直取向多孔结构的高导热碳纤维（CF）骨架。随后，将聚二甲基硅氧烷（PDMS）浸渗到该骨架中，制备了CF-GO/PDMS复合材料。GO的引入有效地将单个CF连接成连续的热传输通道，并降低了界面热阻。
所得CF-GO/PDMS复合材料在CF含量为25.2 wt.%时，导热系数高达7.61W/m·K， 相比CF/PDMS复合材料，导热系数提高了162.9%，增幅达57.6%。此外，该复合材料表现出令人满意的压缩性能，其模量仅为6.91 MPa。
这种优异的性能主要归功于高导热碳纤维的垂直取向、连续热传输路径的形成、界面热阻的降低以及多孔结构良好的变形能力。CF-GO/PDMS复合材料作为先进的导热界面材料，在电子器件的热管理领域展现出巨大的应用潜力。
亮点
- GO被用作无机桥联剂来构建定向多孔CF骨架
- 具有降低界面热阻的连续热传输路径
- 在 25.2 wt.% CF 负载量下，导热系数高达 7.61 W/m·K
- 导热系数显著提升，效率高达162.9%
- 具有令人满意的压缩性能，模量较低，为 6.91 MPa
该研究以题为“Vertically oriented carbon fiber skeletons bridged with graphene oxide for high thermal conductivity and superior compressibility in polymer-based thermal interface materials”发表在《Advanced Nanocomposites》
https://doi.org/10.1016/j.adna.2026.05.003
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