日前，東南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院張久洋教授課題組在金屬-高分子復(fù)合電子材料領(lǐng)域取得重要進展。課題組從教科書中的三元金屬相圖出發(fā)，獲得了具有持續(xù)相變能力、可調(diào)控、流動性的金屬-高分子硅脂，成功實現(xiàn)了對現(xiàn)代消費電子的優(yōu)秀熱控制。該研究成果發(fā)表在國際頂級刊物《美國科學(xué)院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, PNAS）上，相關(guān)成果技術(shù)已申請專利。

圖1.相變?nèi)饘賹?dǎo)熱高分子硅脂對LED與電腦CPU（Intel Core i7-11700）的散熱效果。

隨著電子設(shè)備的微型化與集成化，電子元器件的散熱與熱控制是當前電子領(lǐng)域重要課題。相變材料(PCM)是一種廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品的熱控制材料。由于微電子元件集成度越來越高，電子設(shè)備中有限的空間對PCM相變潛熱的充分使用提出了更高的要求。這項工作成功地實現(xiàn)了從三元金屬相圖中獲得更有效的金屬相變材料的通用策略。三元金屬(TM)表現(xiàn)出高導(dǎo)熱率 (20.3 W m-1 K-1) 和顯著的有效潛熱 (115 J/cm3)。更重要的是，TM表現(xiàn)出連續(xù)相變特點和對相變潛熱的充分利用，可對電子產(chǎn)品實現(xiàn)長時間的有效溫度控制。此外，通過三元相圖進行理論預(yù)測與計算，可調(diào)整TM的熔化范圍、潛熱和流動性（粘度），以適應(yīng)不同的電子設(shè)備使用條件。因此，高性能的聚合物硅脂可以通過TM和聚合物的簡單剪切混合進行方便地制造。這種TM高分子散熱硅脂繼承了TM的優(yōu)點，成功實現(xiàn)了對常見電子元器件的優(yōu)秀熱控制（圖1, LED與CPU）。 

金屬-高分子復(fù)合電子材料是張久洋教授課題組的重要研究方向，主要探索金屬-高分子復(fù)合材料在柔性電子、電子器件以及電子化工基礎(chǔ)材料中的科學(xué)理論與應(yīng)用前景。前期相關(guān)成果還發(fā)表于Matter 2021, 4, 3001 – 3014; Adv. Mater. 2021, 202104634; Mater. Horiz. 2021, 8， 3315 – 3323; Adv. Funct. Mater. 2019, 201808989; Mater. Horiz. 2020, 7, 2141-2149 等國際著名期刊。該工作得到了國家自然科學(xué)基金（52173249, 21774020）資助，論文第一作者為碩士生王花與博士生彭燕；張久洋教授是論文的唯一通訊作者。 （來源：東南大學(xué)）