中科院理化所《ACS AMI》:高度可压缩，导热但电绝缘的氟化石墨烯气凝胶

1成果简介

碳基气凝胶在广泛的应用领域引起了极大的关注。但是，高的固有电导率限制了它们在电子包装材料中潜在的热管理应用。本文，中国科学院理化技术研究所黄荣进等研究人员 在《ACS Appl. Mater. Interfaces》期刊发表名为“Highly Compressible, Thermally Conductive, yet Electrically Insulating Fluorinated Graphene Aerogel”的论文，研究通过氢氟酸辅助的水热工艺开发了高度可压缩，导热但电绝缘的氟化石墨烯气凝胶（FGA）。宏观组装的FGA构成的定制互连石墨烯网络具有可调的氟覆盖率，尽管密度低至10.6 mg cm -3，但仍具有出色的弹性和抗压缩疲劳性。此外，已证明气凝胶是高度绝缘的，观察到的最低电导率达到4×10 –7 S cm –1。同时，气凝胶在典型的冷却过程中表现出突出的散热性能，可用于制造用于电子包装的导热聚合物复合材料。

2图文导读

图1。FGA合成的说明

图2。（a） 站在松枝上的FGA的数字图像。
（b−d）FGA在不同放大率下的SEM图像，显示典型的结构。
（e−h）FGA细胞壁多个相互连接的SEM图像：
（e）重叠，（f）折叠，（g）扭曲和（h）包裹。（i，j）FGA细胞壁的TEM图像。
（j）的插图，标记区域的SAED图案。
（k） 单层FGA细胞壁的HRTEM图像。
（k）的插图，在标记区域放大的原子排列。
（l） FGA图像和相应的EDS图谱。

图3。GO，RGA，FGA的XPS光谱。（a） GO，RGA，FGA的XPS测量光谱。（b−d）高分辨率C1S光谱：（b）GO、（C）RGA和（d）FGA。

图4。FGA的散热性能。FGA0.25在冷却过程中的红外图像和顶部温度变化

图5。环氧树脂/FGA纳米复合材料的电学和热学性能

3小结

综上所述，本文提出一种高度可压缩、导热、电绝缘的气凝胶由三维互连的掺氟石墨烯网络组成。宏观组装的FGA具有很强的压缩弹性结构。而且，FGA显示出优异的绝缘性能，其导电率低至4×10−7 Scm−1，源于氟。同时, FGA具有良好的散热性能，可用于制备电子封装用热导聚合物复合材料。在聚合物中引入FGA可以显著提高热管理能力，同时保持良好的电绝缘性能。这项工作将为FGA在先进电子封装材料中的应用铺平道路。