背景介绍
小型化、高功率电子器件对高强高导热聚合物基热管理复合材料需求迫切。普通体系受填料取向差、填料‑基体界面作用弱制约，难以构建连续导热通路，存在力学与导热性能难以同步提升的矛盾。传统制备手段难以兼顾纳米片取向调控与界面强化，亟需开发生物启发的新策略实现材料性能协同优化。
研究成果
近日，中国科学技术大学 赵创奇、孔胜文、马琳琳团队联合攻关，提出喷雾辅助原位生物合成制备方案。该策略在细菌纤维素（BC）生长过程引入聚多巴胺改性氮化硼-石墨烯杂化纳米片（BNNS‑PDA/GNS‑PDA），依靠生长中纤维素网络束缚预排布纳米片，后续干燥压实进一步提升纳米片面内取向，构筑强界面连续传热网络。最优样品 0.4B‑0.4G‑P，拉伸强度 444.0±9.4 MPa，面内导热系数可达 25.24±0.15 W/(m·K)。聚多巴胺构建界面氢键，高取向纳米片降低声子散射；用作 LED 散热片可抑制热点，历经 1000 次折叠循环后散热性能衰减微弱。该生物制备策略为柔性电子、可穿戴设备热管理材料提供新方案，相关成果以《High-strength and thermally conductive bacterial cellulose-based composites via the synergy of aligned nanosheets and interfacial interactions》为题发表于《Materials Horizons》。
图文速览
图1. BGP 复合材料制备工艺与微观形貌。(a) 喷雾辅助原位生物合成法制备 BGP 复合材料的原理示意图；(b) BGP 复合材料光学照片；(c) BGP 复合材料折叠展示柔性的光学照片；(d) 层状 BGP 复合材料截面扫描电镜图，揭示层状微观结构。
文献信息
链接：https://doi.org/10.1039/d6mh01272h
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