近日，北京化工大学卢咏来教授、高洋洋教授/北京林业大学李京超副教授团队于Advanced Functional Materials发表题为“Mobile-Chain-Assisted Flow Alignment and Interfacial Adaptation Enable Elastomeric Thermal Interface Materials with High Through-Plane Thermal Conductivity and Low Contact Thermal Resistance”的研究成果。

高性能电子器件对热界面材料提出了同时具备高垂直导热率和低接触热阻的要求。针对传统化学交联弹性体热界面材料中填料高效导热与界面自适应贴合难以兼顾的瓶颈问题，创新提出机动链辅助流动取向与界面适配策略：在交联硅橡胶网络中引入高分子量羟基功能化游离聚硅氧烷链，并结合流场挤出诱导碳纤维定向排列，制备了垂直取向碳纤维弹性体热界面材料。所得材料的贯穿平面热导率达到54.7 W·m^-1·K^-1，在仅1 psi装配压力下接触热阻低至11.2 K·mm²·W^-1，较传统交联体系降低84%，实现了高效本体传热与低阻界面传热的协同提升。在分子尺度上，机动羟基聚硅氧烷链通过提高界面润湿性及羟基与氧化金属表面之间的极性/氢键相互作用，促进材料对粗糙散热基底的自适应填充和紧密贴合，从而有效降低界面接触热阻；在介观尺度上，挤出剪切流场诱导碳纤维沿流动方向高度取向，经纵向切割后形成贯穿材料厚度方向的连续导热通道，实现高效垂直热传输；在宏观尺度上，材料采用与规模化制造兼容的挤出-切割工艺，同时保持良好的压缩回弹、热稳定性和长期可靠性，为高功率、高频芯片及消费电子器件中的低压力、高效热管理提供了新的弹性体热界面材料解决方案。

北京化工大学材料科学与工程学院博士生鲁兆宇为本论文第一作者，北京化工大学卢咏来教授、高洋洋教授/北京林业大学李京超副教授为论文共同通讯作者，北京化工大学为第一完成单位。

文章链接： https://doi.org/10.1002/adfm.78069