开发兼具高导热系数与良好力学柔顺性的热界面材料（TIMs），对大功率电子器件的热管理至关重要。然而传统聚合物基热界面材料本征导热系数较低；大量引入高导热填料往往又会造成材料刚度上升、可压缩性下降。
北京航空航天大学研究团队将聚丁二烯封装液态金属（LM@PB）与垂直取向石墨烯薄膜（GFs）复合，制备得到 LM@PB/GF 复合热界面材料。通过溶剂辅助超声分散制备均匀稳定的 LM@PB 浆料，并采用硅烷改性强化石墨烯薄膜与 LM@PB 之间的界面结合。利用堆叠‑切割工艺构建**双连续导热通路**，实现高效的面外导热。
图 1 LM@PB/GF 复合热界面材料的设计思路与制备工艺示意图，包含石墨烯薄膜的硅烷功能化改性、LM@PB 浆料制备，以及通过堆叠‑切割法构建双连续导热通路。
得益于该双重导热网络以及 LM@PB 基体的柔软特性，LM@PB/GF 实现了导热性能与力学柔顺性的良好平衡：面外导热系数可达**151.02 W·m⁻¹·K⁻¹**，同时在 25‑40% 应变区间下压缩模量仅为**2.09 MPa**。实际散热测试表明，LM@PB/GF 性能优于商用热界面材料莱尔德 T‑flex 700，并且在反复加热‑冷却循环下性能保持稳定。本研究为石墨烯薄膜基热界面材料同步实现高导热与低模量提供了有效策略，在下一代电子器件先进热管理领域具备巨大应用潜力。
图 4 LM@PB/GF 复合热界面材料的热性能。
图5. LM@PB/GF作为热界面材料（TIM）的实际散热性能。
该研究以题为“Low-Modulus Thermal Interface Materials with Bicontinuous Heat-Conduction Pathways Enabled by Liquid Metal and Graphene Films”发表在《ACS Applied Polymer Materials》
https://doi.org/10.1021/acsapm.6c02737
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