成果简介
随着5G时代的到来，用于人体或高能量密度电子设备的多功能热管理材料逐渐引起了研究人员的极大兴趣。本文，温州大学Chengzhe Huang等研究人员在《Compos. Part A Appl. Sci. Manuf》期刊发表名为“Nacre-inspired Conductive Carbon Nanotube-Intercalated Graphite Nanoplatelet Network as Multifunctional Thermal Management Materials”的论文，研究提出受珍珠层结构的启发，将碳纳米管插入定向石墨纳米片（GNPs）中，以通过简单的绿色自组装方法构建导电网络。由于GNP层的取向，制备的复合膜表现出高的面内导热率，这有利于声子传输。由于丰富的导电网络，实现了电热和电磁干扰（EMI）屏蔽性能，提供了卓越的电热性能（在4V的外部电压下为140°C）和特定电磁干扰屏蔽效果（2537dB cm−1）。
图文导读
图1. 多功能热管理材料制备过程示意图。
图2.GNP、NFC及其复合材料的形态和结构
图3.（a） （b）复合膜的照片，（c）可折叠性试验，（d）复合膜（X轴上的数字1-5表示G85/NFC样品，C5@G80/NFC，C10@G75/NFC，C15@G70/NFC和C20@G65/（e）LED电路的光学图像，其包括：C10@G75/连接到手指的NFC导体，（f）在弯曲变形下照明的LED的光学图像，（g-j）燃烧实验C10@G75/火焰上的NFC。
图 4.（a） 制备的复合薄膜的面内和（b）平面内热导率（X轴上的数字1-5分别代表G85/NFC、C5@G80/NFC、C10@G75/NFC、C15@G70/NFC和C20@G65/NFC的样品），（c/d）“开”和“关”期间的红外图像，用于与C10@G75/NFC（左）和纤维素薄膜（右）集成的两个LED芯片作为热界面材料， （e）LED芯片的随时间变化的表面温度，（f）热电发电机的示意图和机理，（g）各种加热温度下产生的电压，（h）各种加热温度下的产生电流，（i）各种加热温度下的计算输出功率。
图5.（a）制备的复合薄膜的EMI SE，（b）C10@G75/NFC的SSE与先前文献中报告的结果的比较，（c）平均SER和 SEA制备的复合薄膜，（d）和（e）掺入CNT的复合薄膜的EMI屏蔽机制示意图，（f）C10@G75/NFC薄膜在插座中的EMI屏蔽性能的实际应用。
小结
综上所述，本文制备了既能以较低的热消耗预热又有助于散热的多功能膜。羧基化CNT插入定向GNP中，以通过绿色自组装方法创建导电网络。复合膜在人体或电子设备热管理中应用的巨大潜力。
文献：https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2022.107414
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