基于上述问题,中国科学院宁波材料技术与工程研究所表面事业部功能碳素材料团队通过利用单轴温度场下冰晶的定向引导作用,使得短切碳纤维沿竖直方向取向,得到了具有“微芦苇丛”结构的碳纤维多孔泡沫,其制备流程和微观结构如图1所示。“微芦苇丛”结构充分利用碳纤维的轴向高导热增强聚合物材料的导热性能。该方法制备的复合材料的热导率高达6.04 Wm-1.K-1,并且得到的复合材料具有良好的柔顺性,有望代替传统的聚合物材料解决电子电气设备的散热问题。
图1 (a) 复合材料制备流程示意图,(b) CF的SEM图及尺寸分布图, (c-d) 芦苇丛图片,(e) CF foam的微观形貌图。
相关工作已发表在化工领域的核心期刊(Chem. Eng. J., 2019, 375, 121921),并获得国家自然科学基金(51573201和U1709205)、浙江省公益技术应用研究计划(2016C31026)和3315创新团队等项目资助。