西北工大顾军渭/邱华Nano-Micro Lett.：高热导率聚酰亚胺复合薄膜，增强电磁屏蔽！

论文信息

第一作者：Yongqiang Guo
通讯作者：顾军渭教授、邱华副研究员
通讯单位：西北工业大学
DOI: 10.1007/s40820-021-00767-4

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电子产品的轻量化和高集成度发展，不可避免地会导致严重的热量积聚(> 5 W cm⁻²)以及电磁干扰(EMI)，这引发了对具有高效散热和EMI屏蔽的多功能材料的设计需求。在该背景下，聚合物基复合薄膜因其具有轻质、易加工和良好的可设计性等优势，有望满足电子制造业的上述要求。

图1. PI复合薄膜的制备流程及结构设计示意图。

文章要点1：在本文中，通过多级设计和组装策略，作者成功制备出一种多级多功能的聚酰亚胺(PI)复合薄膜，该薄膜采用氧化石墨烯/膨胀石墨(GO/EG)作为顶部导热和EMI屏蔽层，Fe₃O₄/聚酰亚胺(Fe₃O₄/PI)作为中间EMI屏蔽增强层，电纺PI纤维作为基底层以提升力学性能。

文章要点2：研究发现，在EG膜中引入GO可以解决EG膜的脆性；通过优化GO和EG的比例，可以实现力学性能、热导率和EMI屏蔽性能之间的平衡。此外，该PI复合薄膜的基底层为电纺PI纤维，可以提高力学性能。

文章要点3：测试表明，GO/EG含量为61.0 wt%和Fe₃O₄/PI含量为23.8 wt%时制备出的PI复合薄膜，表现出优异的面内导热系数(95.40 W (m K)⁻¹)、杰出的的EMI屏蔽效能(34.0 dB)、良好的抗拉强度(34.0 dB)、以及快速的电热响应(5 s)。

图2. PI复合薄膜的SEM微观形貌表征。

图3.PI复合薄膜的EMI屏蔽性能与机制。

图4.PI复合薄膜的电热性能。

图5. PI复合薄膜的红外热成像图。

图6. PI复合薄膜的力学性能。

参考文献

Guo, Yongqiang, Qiu, Hua, Ruan, Kunpeng, Zhang, Yali, Gu, Junwei. Hierarchically Multifunctional Polyimide Composite Films with Strongly Enhanced Thermal Conductivity. Nano-Micro Lett. 2021. DOI: 10.1007/s40820-021-00767-4.