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碳納米管-纖維素納米纖維復合材料

西安齊岳生物科技有限公司供應光電材料，納米材料，聚合物；化學試劑，產品，接受定制；供應類石墨結構的SiOx/C
碳納米管-纖維素納米纖維復合材料
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碳納米管-纖維素納米纖維復合材料產品描述：
研究人員設計和構建了一種由纖維素納米纖維（CNFs）與氮化硼納米管（BNNTs）組成的納米復合材料。這種納米復合材料在BNNTs含量為25.0 wt.%時表現出高的熱導性能（21.39 W m-1 K-1）。這是由于BNNTs和CNFs組分本身具有高熱導率、BNNTs的一維結構以及BNNTs與CNFs間的強分子間結合力弱化了界面熱導阻值。將CNF/BNNT納米復合材料作為柔性印刷電路板，其在電子設備冷卻應用領域中具有應用潛力。這為設計的“綠色”熱界面材料，印刷電路板或有機基板等應用領域具有潛力，且可應用于替補傳統有機聚合物基材。

隨著現代電子器件向小型化、高度整合和多功能化發展，電子器件在使用過程中會產生大量熱積累，導致電子器件熱失效甚發生爆炸。因此材料的熱導性能研究在現代電子領域引起關注。目前，聚合物復合材料可用于材料的熱導性能。這是由于聚合物的熱導率一般較低，通常在0.1-0.5 W m^-1 K^-1。通過在聚合物中添加高熱導性能的無機填料是聚合物熱導率的常見方法。然而，當無機添加劑填充量低于50 wt.%時，實現更高的熱導率（大于10 W m^-1 K^-1）仍存在的困難。此外，添加劑填充量過高會導致聚合物復合材料的力學性能下降。因此，實現小化填充無機添加劑同時高熱導率仍然是一個艱巨的挑戰。當前，有研究表明通過使用高長徑比填料，如一維納米填料（納米纖維，納米線和納米管），可預期克服這一點挑戰。這是由于一維納米填料更容易在復合材料中構建導熱網絡結構。金屬納米線和碳納米管（CNTs）可聚合物材料的導熱性。然而，金屬納米線和碳納米管也會增加電導率，這將聚合物復合材料在緣領域的使用。氮化硼納米管（BNNTs）除了具有與CNTs的類似物性質如高導熱性，高熱穩定性，和高彈性模量，還具有電緣性，這使得其在導熱復合材料領域具有潛在用途。然而，在當前的聚合物/BNNTs復合材料作為熱導材料的研究中，由于聚合物與BNNTs的分子間作用力較小，從而產生界面高熱導阻值，使得聚合物/BNNTs復合材料的熱導率仍低于10 W m^-1 K^-1。為了實現在不BNNTs的前提下，降低聚合物/BNNTs復合材料的界面高熱導阻值，中的研究人員利用纖維素納米纖維（CNFs）替代傳統聚合物作為聚合物基底，通過CNFs以非共價鍵形式修飾BNNTs，在CNFs與BNNTs間形成較強的相互作用力且不改變BNNTs的晶體結構。這是由于CNFs可用于分散一維和二維填充劑；其具有豐富、可生物降解的特點，可用于替代當前合成聚合物；相比常規聚合物而言，CNFs具有更高的機械強度和較低的熱膨脹系數。通過簡單的真空過濾的方法可制得CNF/BNNT納米復合材料。當BNNTs填充量為25 wt.%時，該納米復合材料的熱導率可21.39 W m^-1 K^-1。將CNF/BNNT納米復合材料作為柔性印刷電路板，通過發光二極管證明該納米復合材料的熱傳導性能。

【圖文導讀】

圖1. CNFs與BNNTs間的相互作用