1、成果简介
氮化硼纳米片（BNNS）作为一种重要的二维纳米材料，具有较高的面内导热系数（TC）和良好的电绝缘能力，引起了学术界的广泛关注。但是，高含量BNNS薄膜的脆性和低强度极大地限制了其实际应用。本文，中山大学Wangkang Qiu等研究人员在《 Advanced Materials Interfaces 》期刊发表名为“Ultra‐Flexible, Dielectric, and Thermostable Boron Nitride‐Graphene Fluoride Hybrid Films for Efficient Thermal Management” 的论文，研究提出以纤维素纳米纤维（CNF）为骨架，通过真空辅助过滤（VAF）制备了包含具有相似声子振动特性和固有高TC的二维剥离石墨烯氟化片（GFS）和BNNS的致密层状薄膜。
三元组分之间的牢固氢键结合以及BNNS / GFS接口之间的紧密“面对面”接触，显着提高了热通道密度。出色的面内TC（55.65 W m -1 K -1）的纳米复合材料可以在90 wt％的BNNS‐GFS负载下实现，比BNNS / CNF的对应值大114％。此外，所制备的纸质薄膜还表现出对弯曲，折叠，潮湿环境和高温火焰的耐受性。新开发的杂化膜有望在许多电子设备中进行有效的热管理应用。
2、图文导读
图1、a）说明BNNS-GFS / CNF复合膜制备过程的方案。b）BNNS-OH和GFS的状态声子密度与频率的关系，以及c）BNNS，GFS和CNF之间通过氢键相互作用。
图2、a）分散在IPA中的BNNS图像。b）BNNS的低倍TEM图像。c）高放大倍率的TEM图像，显示BNNS的边缘以确定层数。d）分散在NMP中的GFS图像。e）重叠GFS的TEM图像。f）显示GFS边缘的TEM图像。
图3、a，b）BNNS‐GFS / CNF10复合材料的俯视图和c，d）横截面SEM图像。e）EDS映射图像，显示均匀的B / N / C / F元素分布，以及f）其相应的EDS光谱。
图4、a，b）BNNS-GFS / CNF和BNNS / CNF薄膜的热导率和c-e）力学性能。f）将BNNS‐GFS / CNF复合材料与包含BNNS杂化填料的其他材料的导热率和拉伸强度进行比较。
图5、a）不同样品薄膜的介电常数，b）介电损耗和c）体积电阻率。d）BNNS / CNF50和e）BNNS-GFS / CNF10在不同时间暴露于火焰的照片。
图6、a，b）BNNS / CNF50和BNNS-GFS / CNF10薄膜浸在去离子水中的行为。c–f）复合膜的水接触角
图7、a）集成了TIM和混合膜的LED芯片的示意图。b）LED芯片的表面温度随时间变化。c）集成有不同散热器的LED芯片的红外热图像。
3、小结
总之，用标准的过滤造纸工艺制造了填充有氮化硼纳米片和氟化石墨烯片的柔性杂化膜。良好的声子光谱匹配和强大的氢键作用改善了杂化填料的功能特性，并促进了多种协同机制。杂化膜在LED热管理中的实际应用证明了电子冷却的可行性。
文献：
https://doi.org/10.1002/admi.202002187
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