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大阪大学用纤维素纳米纤维成功合成高密度导热复合材料

   日期:2019-01-07     浏览:225    评论:0    
核心提示:大阪大学近期宣布该大学的研究小组成功开发了一种可以导热的“如纸一般”的复合材料。一直以来,纸被人们认为是隔热材料,但研究小组发现通过将纤维素纳米纤维加工成为高密度片材,它可以表现出很高的导热性。利用该性能,复合材料未来可用于柔性电子器件的散热片、健康监测服装和床上用品、医疗仪器的热敏感元件等应用领域。

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已知常规纤维素纤维表现出高隔热性能,因为它们具有容易含有空气层的浆液结构。因此纤维素本身的热传导特性并未引起太多关注和研究。

2015年,大阪大学该研究小组通过天然海鞘壳提取纤维素纳米纤维*制得高密度填充的纳米纸。对其测量导热系数的结果,发现纳米纸表现出比石油基塑料膜高10倍的热传导率,这种高热传导性能是由于纤维素分子链被拉长并排列成高晶体结构。纤维素的隐藏性能被成功发掘,并且彻底颠覆了科学界认为纤维素是绝热材料的观点。

研究组在此基础上对进一步展开研究,结合树脂制得透明的“热扩散纸材料”,并通过控制纤维的取向,开发出可控制热传导流向的复合材料。本次研发成果,将把到目前为止仅仅被认为只能当做绝热材料来使用的纤维素,第一次作为传热材料加以利用,扩大了纤维素在各类热应用的使用范围。

*注:被囊素纳米晶须是由海鞘等海洋动物的外被囊分离出的一种特殊的动物纤维素晶须,其具有高强度、高模量和较大的长径比,同时具有低密度、可降解、生物相容性等特点,适于用作新型聚合物增强填料。晶须表面大量的羟基使其应用局限在极性基质,对其进行接枝聚合表面改性,能够改善其与低极性基质的相容性,极大地拓展其应用范围。

 
 
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