林正得

以紧密排列和重叠的石墨烯片形成的石墨烯团簇为填料，并将其与相变微胶囊和压缩成型技术相结合，制备出功能齐全且易于使用的复合材料（VBGC/PCMCs），在≈29 vol%的填料添加量下，复合材料的热导率达到 103 W m-1K-1，热荷率提高了两个数量级以上。这种形状可配置的石墨烯复合材料在大功率器件冷却、光热功率转换、新能源电池热控设计等先进能源领域表现出优异的热管理效率。

本文结合机械定向和表面改性策略，构建了一个三层结构的热界面材料（TIM），主要包括中间的垂直排列的石墨烯和上下表面的微米厚的液态金属作为帽层。基于中间层合理的石墨烯取向调节，所得到的基于石墨烯的TIM表现出176 W m⁻¹ K⁻¹的超高热导率。此外，我们利用液态金属帽层与芯片/散热器形成了一个“液-固”接触界面，大大增加了有效传热面积，并在封装条件下给出了4-6 K mm² W⁻¹的低接触热阻。

通过石墨烯/MXene界面上氢键的形成以及无缝连接的石墨烯骨架，复合材料的物理性能可以在相同填料含量下得到进一步改善。在低填充量（~3 wt%，含0.4 wt%的MXene）下，制备的PE复合材料的电磁屏蔽性能为~61.0 dB，热导率为9.26 W m-1 k-1。此外，基于该方法也可以生产出其他具有相同效果的热塑性复合材料。该研究为合理设计填料界面，制备用于微电子和微系统的高性能聚合物复合材料提供了新思路。

本文，湖南大学陈鼎教授、南方科技大学邬苏东副教授、和中科院宁波材料技术与工程研究所林正得研究员在《Advanced Functional Materials》期刊发表论文，通过中间质 CVD 在石墨基底上合成了一种由高质量、垂直排列和共价键合的石墨烯纳米壁 (GNW) 组成的多孔薄膜，然后将 PDMS 渗透到 GNW 中以形成复合材料。

在集成电路和电子设备不断增加的功率和封装密度的推动下，通过热界面材料 (TIM) 将多余热量从热点有效散发到散热器是保持系统可靠性和性能的日益增长的需求。近年来，由于石墨烯的超高固有热导率，基于石墨烯的 TIM 受到了广泛关注。然而，这种 TIM 的冷却效率仍然受到一些技术困难的限制，例如石墨烯的生产诱导缺陷、石墨烯在基体中的排列不良以及石墨烯/石墨烯或石墨烯/基体界面处的强声子散射。

相关研究表明，提高石墨烯长宽比对石墨烯基复合材料的导热增强有积极作用。因此，大长径比的BNNS或许能够成为提高氮化硼基导热复合材料热导率的新途径。

此次论坛由无锡石墨烯技术及应用研发中心、无锡市惠山区川大石墨烯应用研究中心等机构联合主办，无锡惠山国家高新技术创业服务中心受邀担任指导单位。全国石墨烯导（散）热领域知名专家、高校科研院所学者、石墨烯代表企业嘉宾近150人参与了此次论坛，共话行业最新研发技术和产业化应用成果。