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宁波材料所在片层纳米导热材料方面取得进展
发布时间: 2021-11-15
基本信息
合作方式：
技术咨询
成果类型：
发明专利,新技术
行业领域：
新材料产业,制造业
成果介绍
层状晶体是一种纳米材料，它是由成堆的原子薄层通过分子间作用力结合在一起形成的。作为石墨烯的一种新兴替代品，科研人员已就六方氮化硼（hBN）在电催化剂、储氢、吸附剂、场发射剂等多个领域的应用开展了研究，中国科学院宁波材料技术与工程研究所先进涂料与粘合技术团队致力于片层纳米材料导热的研究并取得了进展。
六方氮化硼由于其良好的导热性和良好的热稳定性，在散热应用中显示出越来越大的潜力。然而，氮化硼纳米片（BNNSs）的大批量、高质量制备仍然是面临巨大的挑战。为此，科研团队开发了一种通用的剥落策略来合成少量的无缺陷的BNNSS，其中包括六氟硅酸盐/氢氧化钠在BN晶体中的插层，然后通过温和的搅拌过程剥离，这种方法已经被证明可以剥离石墨烯（G）、MoS2和WS2等其他层状材料。结果表明，BNNS-G复合纸的导热系数沿面内方向高达***，沿通面方向高达***。从热界面材料的性能指标来看，BNNS-G复合纸在集成电路封装中的传热应用前景广阔，如图1所示。此外，科研团队采用绿色干冰辅助球磨技术制备了石墨烯和氮化硼（G/BN）的边缘功能二维复合纳米片，首次研究了G/BN水纳米流体的热性能，研究发现，在5vol%的负载下，G/BN水纳米流体的热导率高达***。根据模拟热耗散过程验证系统的表面温度变化，G/BN纳米流体具有比纯水更高的传热能力，如图2所示。另外通过激光剥离技术合成原子厚度为1-5的功能化石墨烯纳米板（FGNs），当含量为20vol%时，FGNs的水溶液流体的热导率为***-1，如图3所示。
相关研究工作发表于ACS Applied Materials & Interfaces 2019，11：37247-37255， ACS Sustainable Chemistry & Engineering 2019，7：14266-14272，Materials Research Express 2019，6：5041-5021，上述工作得到了浙江省重点研发计划的资助。
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