聚合物新材料的案例
《自然·化學》中科院化學所提出“介觀聚合物”新材料體系
紫外可見吸收光譜(UV-vis)和紫外光電子能譜(UPS)揭示：meso-DPPBTz比對應的聚合物poly-DPPBTz具有更寬的帶隙和更深的LUMO能級，是一種潛在電子和雙極性傳輸半導體材料。
進一步，研究人員通過DArP聚合方法合成了一系列基于不同結構基元的介觀聚合物，并對這些材料性能進行了系統的表征。在柔性頂柵場效應管的器件評估中，研究人員發現介觀聚合物電子傳輸能力遠超傳統聚合物（最大性能提升比達124倍）。由于介觀聚合物具有適中的分子量，溶解性和粘度特性，在大面積可溶液加工制備器件方面展現了潛在的應用。譬如，基于該類材料噴墨打印法制備的場效應晶體管器件性能是目前報道的該類器件最優性能之一。
作為一類新型共軛半導體，介觀聚合物有望克服傳統共軛材料的不足，實現功能方面的突破。介觀聚合物新概念材料的提出，將進一步豐富有機材料體系的內涵，推動有機光子學、生物傳感、生物檢測等相關領域的研究。該研究工作近期發表在Nature Chemistry雜志上（Nature Chem. 2019, DOI：10.1038/s41557-018-0200-y）。
來源：中科院化學所
展開 日本致力于開發聚合物新材料以實現汽車輕量化
京大學教授伊藤耕三在東京都召開記者會時自信地表示:我們希望在9月發布一款迄今為止從未出現過的、由高性能聚合物材料生產的汽車。”
伊藤教授等人從2014年開始參與政府的科研項目。在研究名為“堅硬聚合物”的新材料的過程中，不斷有新成果問世。塑料制品和膠片中使用的樹脂，以及輪胎或者減震器中使用的橡膠都屬于聚合物。現有的汽車出于安全性和耐久性考慮，主要使用鐵玻璃等堅硬材料。如果用塑料替換這些材料，車身重量就能大幅降低。
研發工作進展最快的是車窗。負責相關研究的住友化學公司團隊經理笠原達也干勁十足。他表示希望用樹脂代替汽車上的金屬和玻璃。隨著車身重量降低，油耗也將減少。如果用透明樹脂制作前擋風玻璃，司機視野將會更開闊，安全性也更高。
研究團隊關注的是堅硬但易壞的聚甲基丙烯酸甲酯(俗稱有機玻璃)和不易壞且更具韌性的聚碳酸酯。研究人員結合兩者的優點制造出了高強度的透明樹脂。該透明樹脂在前擋風裝置強度試驗中沒有碎裂。目前這種材料已經有了實用化的趨勢。笠原經理說，已經有國內汽車企業前來咨詢。目前的問題出在安全性規則上。在現有制度下，汽車的前擋風裝置只允許使用玻璃制造。伊藤教授說:“一旦人們了解了透明樹脂的強大性能，規則將會有所調整。”
東麗公司也在致力于實現汽車的輕量化。他們研發出將聚輪烷摻入樹脂從而提高其強度的技術。由此產生的新材料的張力是此前的8倍，彎由強度則達到了50倍。如果將該技術應用在玻璃纖維上，不僅可以用來生產防爆玻璃，還可以與碳素纖維相結合制保了汽車的輕量化與耐久性。
伊藤教授表示，聚合物材料可以在汽車研發領域發揮重大作用。很多國家已經在研究禁止銷售燃油汽車，研發電動汽車的競爭勢必愈發激烈。人們現在需要改進的不只是電池和發動機。旦用聚合物材科生產出更輕的汽車，人們還將提高汽車的續航能力和運動性能。在研發空中飛車方面，實現輕量化顯得更加重要了。
展開 聚合物半導體材料與憶阻器領域新進展！
隨著移動智能終端、物聯網、云計算等新信息技術的普及，人們對于從多渠道、多視角獲得的海量信息的存儲需求不斷增加，發展超高密度、超大容量的數據存儲技術已經成為信息產業發展的關鍵。另一方面，由于當前半導體制程技術的限制，現代計算機系統通常采用分級存儲以及存儲器-處理器分立存在的方式來實現計算性能與計算成本之間的優化平衡。因此，亟需開發新型電子材料與新原理信息技術，來解決微電子器件面臨的摩爾定律極限以及馮?諾依曼瓶頸等問題。
上海交通大學化學化工學院劉鋼研究員與合作者，結合Suzuki偶聯聚合和“Click”點擊化學反應設計合成了一種具有二茂鐵和三苯胺氧化還原雙活性測鏈基團的新型聚芴衍生物PFTPA-Fc材料，并利用其固態三重氧化還原憶阻行為制備了柔性憶阻器原型器件。利用該器件的模擬憶阻行為不僅能夠執行十進制四則算術運算，還可以完成基本的二元布爾邏輯操作，從而在單一聚合物憶阻器中實現多值信息存儲與處理功能的集成，為發展高性能、低功耗的存算一體器件與芯片提供了新的材料體系和理論基礎。
圖2.（a）PFTPA-Fc的結構式、（e）Electrostatic Potential分布、（c）不同阻態下的熒光圖譜、（d）十進制除法與（e）邏輯運算功能
來源：材料科學與工程
展開 俄羅斯研發出聚合物復合材料合成新方法
俄羅斯科學院西伯利亞分院催化研究所在采用含鈦催化劑合成聚乙烯的聚合工藝過程中直接添加碳納米管，所獲得的聚合物復合材料中碳納米管分布均勻，具有強度高、抗輻照和低溫老化的性能特點。相關成果發布在《Composites Scienceand Technology》期刊上。
該技術基本工藝過程是，先在多層碳納米管的表面固定含有氯化鈦的聚合催化劑的納米顆粒，再將處理后的碳納米管置于反應釜中進行乙烯聚合以形成聚合復合材料。從熔融態乙烯轉變成固態聚乙烯的過程中會形成由非晶態分子聯接的晶體單元，晶體單元越多，則聚合物材料的密度越高，相應材料的剛性、拉伸強度和對化學物質作用的穩定性越高。聚合物材料的Ｘ射線相分析發現，碳納米管是乙烯聚合化的中心，晶體形成的觸發和生長首先是發生在納米管表面，之后深入到聚合物的其他部位。https://m.hongyantu.com/goodlist/sz/48397.html
進一步的研究發現，碳納米管上生成晶體單元的量直接取決于復合材料中納米管的含量，只有在多層碳納米管含量高的情況下才能得到大量的晶體，并且碳納米管可作為晶體定向晶種決定聚乙烯鏈的方向。此項成果可用于特定功能聚合物材料的制造，賦予材料新的特定性能。科研人員計劃下一步開始項目的中試生產。
本文內容轉載于中國高新技術產業導報，轉載目的在于傳遞更多信息，并不代表本公眾號贊同其觀點和對其真實性負責。如涉及作品內容、版權和其它問題，請及時與博主聯系，我們將在第一時間刪除內容！
展開 
上海交通大學江平開團隊在導熱絕緣聚合物材料研究獲得新進展
通過裁剪以及垂直折疊制備具有網格結構的復合纖維氈，然后采用冷壓與熱壓成型結合的方式得到致密的柔性納米復合絕緣材料。
圖1 PVDF/BNNS復合材料的制備過程
圖2 納米復合絕緣材料不同制備階段的微結構示意圖（a）PVDF 纖維；（b，c，d, e）取向的PVDF/BNNS復合纖維；（f，g）網格結構的PVDF/BNNS復合纖維；（h, i）納米復合材料.
測試結果顯示，該材料具有強導熱各向異性，在氮化硼納米片含量僅33 wt% 下，面內導熱系數最高可達16.3 W/(m·K)，是現有報道中熱塑性聚合物絕緣材料導熱增強效率的新紀錄！更重要的是，這種材料同時進一步提高了PVDF原本優異的絕緣性能，增加了其介電強度以及體積電阻率、降低了其介電損耗。
圖3 具有互連取向BNNS的納米復合材料和具有均勻分散的BNNS的納米復合材料的面內（=）和穿透面（⊥）導熱性能。（a）納米復合材料在25℃時的面內（K =）和穿透面（K⊥）導熱率;（b）復合薄膜中的面內熱流機理圖；（c）復合薄膜的導熱各向異性；（d）PVDF / BNNS復合材料的面內導熱率的厚度依賴性；（e）關于BNNS或BN基聚合物復合材料，本文工作和其他代表性工作的導熱性能比較。
圖4 納米復合材料的電性能和熱性能。
展開 中科院化學所李永舫院士課題組等AM：在高效寬帶隙聚合物給體光伏材料的研究中取得新進展
原文鏈接：
https://doi.org/10.1002/adma.202100474
來源：中科院化學所
相關進展
李永舫院士團隊：非等量D-A共聚策略合成高效聚合物給體光伏材料
北化大張志國教授和中科院化學所李永舫院士《Angew》：聚合物受體光伏材料設計新策略及其研究進展
李永舫院士、張志國教授特約專論：基于苯并三氮唑的二維共軛聚合物給體材料在高性能聚合物太陽電池中的應用
中科院化學所李永舫院士、張志國副研究員和國家納米中心魏志祥研究員合作在低成本高效聚合物給體光伏材料方面取得重要研究進展
中科院化學所李永舫院士和張志國副研究員：為高性能全聚合物太陽能電池構建強吸收窄帶隙聚合物受體
中科院化學所李永舫院士課題組在低成本高效有機光伏材料的研究中取得新進展
蘇州大學李永舫院士團隊崔超華副教授《Adv. Mater.》：在提高聚合物太陽能電池效率及穩定性方面取得新進展
曹鏞院士、李永舫院士等15名學者綜述：光電高分子材料的研究進展
中科院化學所李永舫院士課題組獲NREL認證14.2%的有機疊層太陽能電池最高效率
中科院化學所李永舫院士課題組《Nat. Commun.》
展開 ：在氯取代聚合物太陽電池給體材料方面取得新進展
本體異質結（BHJ）的聚合物太陽能電池（PSC）由于其具有低毒性、重量輕、半透明以及可溶液加工制備大面積柔性器件等諸多獨特的優勢備受關注。近年來，隨著新型有機光伏材料的迅猛發展，尤其是得益于稠環電子受體材料的開發，單結聚合物太陽能電池取得了前所未有的突破，使得單節太陽能電池的效率（PCE）超過了18%。因此，聚合物太陽能電池顯示出了廣闊的發展前景和巨大的商業應用潛力。然而，相比于受體材料的蓬勃發展，設計開發新型的有機聚合物給體材料對于提高能量轉化效率顯得尤為重要。最近，南方科技大學化學系何鳳教授基于對Benzo[1,2-b:4,5-c']dithiophene-4,8-dione核的不同位置的氯取代的研究，設計開發出了氯取代的聚合物給體材料PBBD-Cl-β, 發現氯取代的位置的精確定位，對聚合物分子間的相互堆積作用起著至關重要的作用，并且其單節器件的效率達到了16.2%。相關研究于2021年1月4日以“Chlorinated Benzo[1,2-b:4,5-c']dithiophene-4,8-dione Polymer Donor: A Small Atom Makes A Big Difference”為題在材料領域國際著名期刊Advanced Science (IF=15.84) (Adv. Sci. 2020, 2003641)上在線發表。
噻吩并[3,4-b]噻吩（TT）單元因其具有醌氏共振結構，使分子具有較好的平面，從而增強分子間的相互作用。同時基于TT單元的聚合物可以拓寬分子的吸收光譜，使吸收光譜向長波長范圍延伸。最近，該作者通過Friedel-Crafts酰基化反應，在TT的基礎上嵌入了1,4-環己二酮，制備了一個新的稠環中心核TTDO。
展開 《自然·通訊》中山大學陳永明和劉利新團隊在聚合物材料抑制類風濕性關節炎的研究中取得重要進展
目前其臨床治療主要是采用包括甲氨喋呤等抗風濕藥物（DMARD）和抗TNF-a抗體等抗體類生物藥物，但存在毒副作用、影響免疫系統、價格昂貴等嚴重問題，因此尋求新的治療RA策略依然是重大挑戰。近年的研究表明，患者關節積液中的cfDNA濃度異常高，而游離核酸又可被免疫細胞的TLR樣受體識別，產生非正常的免疫反應。
中山大學材料科學與工程學院功能生物醫用材料團隊陳永明和劉利新團隊利用陽離子聚合物材料結合游離核酸，發現聚合物材料可以抑制患者自身游離核酸引起的原代細胞炎癥反應，觀察到納米材料可以通過炎癥導致的高血管通透性富集到動物模型關節部位，從而顯著抑制關節的腫脹、骨和軟骨的破壞，并且恢復動物活動能力。研究發現，陽離子聚合物納米粒子cNP與cfDNA的結合能力強，能很好地抑制cfDNA對免疫細胞TLR9的激活，能有效抑制cfDNA引起的RA病人關節積液單核細胞及滑膜樣細胞的炎癥反應。對慢性大鼠關節炎模型進行靜脈注射cNP以后，其關節中的積液及軟組織的水腫顯著減少，關節骨質破壞程度降低，關節滑膜處的炎癥細胞浸潤變少，說明cNP對于類風濕性關節炎有明顯的療效。治療后模型大鼠的行動力得以恢復，表明cNP還能有效解決RA后期面臨的關節僵硬而行動不便的問題。
圖1. cfDNA引起關節腔炎癥反應和聚合物抑制免疫反應的原理示意圖。
圖2. cNP治療后大鼠模型的軟組織（a. 后掌MRI影像）、骨質量（b. 踝關節microCT影像）和炎癥浸潤改善（c. HE染色）的結果。
這是在國際上首次利用材料清除游離核酸機理治療類風濕關節炎的研究報道，展現出聚合物材料可望作為“藥物”治療類風濕關節炎，可望作為一種全新的治療策略來治療類風濕性關節炎。該研究成果已經申請發明專利，具有自主知識產權。
展開 同濟大學路慶華、陸學民團隊提出聚合物薄膜中螺旋結構可控構筑及手性光學材料制備新方法
因此，研究具有可控螺旋結構的手性材料不僅對理解生命過程具有重要意義，而且對制備新型功能材料具有重要的價值。目前，已有在溶液環境中進行手性超分子組裝的報道，但是在固體狀態下鮮有報道，主要是由于固態狀態下物質分子的運動受限，且多數情況下固態中的分子已處于能量最低狀態。在固態狀態中，特別是薄膜形式，手性分子的組裝或螺旋結構的形成更加具有實用價值，比如負介電薄膜、吸波材料、隱形材料以及手性光學材料等。
基于以上背景，同濟大學化學科學與工程學院路慶華教授、陸學民研究員團隊，利用嵌段共聚物熱退火過程發生微相分離的特征，提出“手性小分子誘導聚物手性組裝策略”，不僅實現了分子尺度的手性轉移，而且在納米尺度上形成手性螺旋結構，通過精細調控嵌段共聚物的分子量以及小分子誘導劑結構可實現了嵌段共聚物薄膜中螺旋尺寸、旋轉方向、螺距尺寸和螺旋股數（單股、雙股和多股）的精準調控。這種手性薄膜不僅表現出清晰的手性光學特性，而且還具有誘導非手性發光分子進行手性發光的能力，這為手性功能薄膜的制備和手性材料的應用奠定了基礎。
這一成果近期發表在《Angew Chem Int Ed》上，同濟大學路慶華教授和陸學民研究員為論文的共同通訊作者，陸學民研究員為論文的第一作者。該研究工作得到國家自然科學基金、上海市基礎重點項目的資助。
論文鏈接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201809676
來源：同濟大學新聞網
展開 具有優異的電絕緣、高導熱性能的聚合物復合材料
來源 | Composites Science and Technology
01
背景介紹
熱管理在現代工業和技術中發揮著越來越重要的作用，導熱材料已成為眾多電子產品和大型設備(包括能源設備、航天飛行器等)不可或缺的一部分。大多數金屬和陶瓷一般都是理想的導熱體，這可以分別歸因于電子熱傳導和相對完美的晶格振動。聚合物良好的可加工性和電絕緣性能使其在熱管理中不可或缺，但其隨機盤繞的共價分子鏈會產生強烈的聲子散射，由此產生的低導熱系數極大地限制了其在散熱中的應用。
通過提高分子鏈的結晶度和有序度，聚乙烯纖維、聚乙烯薄膜、聚乙烯氧化物纖維和聚苯并二惡唑纖維獲得了優異的導熱系數。這為輕質、可加工和絕緣導熱材料開辟了兩個新思路。超高分子量聚乙烯(UHMWPE)以其優異的力學性能、低密度、良好的耐化學性、高耐磨性等特點而備受關注。最近的研究已經擴大了在熱管理中使用聚乙烯的可能性。
超高分子量聚乙烯纖維具有較高的導熱系數和優良的絕緣性能，非常適合在電絕緣領域發展為導熱材料。目前，絕緣導熱材料主要是填充導熱填料，然而在高填充量下面臨導熱系數惡化、密度高、可加工性差等棘手問題。利用超高分子量聚乙烯纖維開發全聚合物復合材料有望解決上述問題。但目前很少有研究對超高分子量聚乙烯纖維復合材料的導熱系數進行研究，導熱系數大于10 W/mK的超高分子量聚乙烯復合材料更是罕見。
02
成果掠影
近期，北京大學白樹林教授在開發具有高導熱和電絕緣性能的聚合物復合材料取得新成果。
針對開發具有優異機械性能、電絕緣、高導熱的全聚合物復合材料，通過熱壓法制備了種具有（0°/90°、±45°）兩種取向結構的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纖維/環氧樹脂復合材料。
展開 塑膠材料篇：聚合物的聚集態結構，對聚合物性能的影響
上篇介紹了高分子鏈結構對材料基本性能的影響，但由于聚合物是由許多高分子鏈聚集而成，有時即使相同鏈結構的同一種聚合物，在不同的加工成型條件下，也會產生不同的聚集態，所得制品的性能也會截然不同，因此聚合物的聚集態結構對聚合物材料使用性能的影響比高分子鏈結構更直接、更重要。
聚合物的聚集態指的是高分子鏈之間的排列和堆砌狀態，不同大分子鏈通過分子間的作用力聚集成為聚合物。
一、分子間的作用力類型：
其中，高分子鏈的形成主要靠主價力（化學鍵）；而高分子鏈聚集成聚合物主要靠次價力（分子間的力）。
1、范德華力：沒有方向性和飽和性。
其中，色散力存在于一切分子中，是范德華力最普遍的一種，在非極性分子中，分子間的作用力主要是色散力，如PE、PP、PS。
2、氫鍵：具有方向性和飽和性。
氫鍵的形成條件是一個電負性強、半徑小的原子X與氫原子H形成的共價鍵(X－H)，而這個氫原子又與另外一個電負性強、半徑小的原子Y以一種特殊的偶極作用結合成氫鍵(X－H···Y)。
氫鍵的形成可以是分子內，也可以是分子間。
分子間形成氫的高聚物有聚丙烯酸、聚酰胺等。
二、聚合物的聚集態結構
以上各種分子間的作用力共同其作用才使得相同或不同分子聚集成不同狀態的聚合物，此時的聚合物聚集態結構主要包括分為晶態結構、非晶態結構、液晶態結構和取向態結構。
1. 晶態結構（含晶區和非晶區）
2. 非晶態結構（長程無序，近程有序，均相，各向同性）
3. 液晶態（介于晶態和非晶態之間，物理狀態為液體，又具有晶體的有序性）
4.
展開 
華東理工大學劉潤輝教授課題組在促細胞粘附新材料領域獲得突破：設計和發現雙重機理的促細胞粘附β-氨基酸聚合物
醫用生物材料逐漸成為我國高速發展的重要產業和國家的重大戰略需求之一。為了賦予醫用生物材料材料良好的生物相容性，最常見的方法就是在材料表面修飾能夠促進細胞粘附的細胞外基質蛋白/多肽。1984年，Erkki Ruoslahti和Michael D. Pierschbacher首次報道僅有三個氨基酸序列的RGD多肽能夠支持細胞粘附（Nature 1984, 309, 30–33）；這一發現顛覆了科學界對這一領域的認知，RGD開始被廣泛應用于各類組織工程領域，并且被譽為細胞粘附多肽的“黃金標準”。但是，這些天然蛋白/多肽在生物體內容易被酶降解，且價格昂貴、難以大量生產，這極大的限制了它們的實際應用。因此，研究能夠替代天然蛋白/多肽的新一代細胞粘附材料對組織修復領域具有重要意義。
針對這一迫切需要，華東理工大學劉潤輝教授課題組結合RGD多肽和成骨細胞選擇性粘附多肽KRSR的結構特征及粘附機理，以骨修復為研究模型，設計發現了具有優異細胞粘附功能的β-氨基酸聚合物。該工作以2019年10月1日劉潤輝教授課題組發表的優化活性表面修飾方法（J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 16772-16780）為研究基礎，通過高通量篩選發現促成骨細胞粘附功能最佳的β-氨基酸聚合物（DM50CO50）（圖1），解析了細胞粘附機理，并進一步研究了這類新材料在動物體內的骨修復效果。這一研究成果以題為“Dual mechanism β-amino acid polymers promoting cell adhesion”發表在Nature Communication上。
展開 寧波材料所在短切碳纖維增強聚合物材料導熱性能方面取得進展
短切碳纖維是由碳纖維長絲經纖維短切而成，相較于碳纖維長絲可以更均勻地分散在基體材料中。短切碳纖維不僅具有超高的機械強度、較低的密度及良好的熱穩定性，而且是一種性能優異的導熱材料，是提高聚合物材料導熱性能的理想導熱填料。但是，一維材料存在嚴重的導熱各向異性，如何充分控制短切碳纖維在聚合物基體材料中呈豎直取向，從而充分利用碳纖維的軸向高導熱性能得到具有優異縱向熱導率的復合材料是研究的關鍵。常用的方法是通過對短切碳纖維施加外電場，使碳纖維沿豎直方向取向。但是這種方法需要較強的電場強度且工藝較為復雜，另外復合材料厚度受限于纖維的長度，較難得到厚度適宜的導熱復合材料。
鳳凰供應環氧樹脂https://m.hongyantu.com/goodlist/sz/48338.html
基于上述問題，中國科學院寧波材料技術與工程研究所表面事業部功能碳素材料團隊通過利用單軸溫度場下冰晶的定向引導作用，使得短切碳纖維沿豎直方向取向，得到了具有“微蘆葦叢”結構的碳纖維多孔泡沫，其制備流程和微觀結構如圖1所示。“微蘆葦叢”結構充分利用碳纖維的軸向高導熱增強聚合物材料的導熱性能。該方法制備的復合材料的熱導率高達6.04 Wm-1.K-1，并且得到的復合材料具有良好的柔順性，有望代替傳統的聚合物材料解決電子電氣設備的散熱問題。
相關工作已發表在化工領域的核心期刊（Chem. Eng. J., 2019, 375, 121921），并獲得國家自然科學基金（51573201和U1709205）、浙江省公益技術應用研究計劃（2016C31026）和3315創新團隊等項目資助。
展開 聚合物材料模擬：概述和實例
圖4（左）顯示了使用DPD計算的聚電解質和水的相分離結構，圖4（右）顯示了使用平均場方法計算的三組分聚合物系統的相分離（核/殼）結構。目標空間尺度為幾百納米。
圖4. 左圖：DPD計算的聚電解質相分離結構，右圖：平均場方法計算的三聚合物組分相分離結構
5、爬行動力學
通過將聚合物鏈以交纏點之間的分子量為單位進行粗粒化，可以計算基于聚合物鏈交纏結構的爬行動力學。方法包括滑動鏈模型和原始鏈網絡（PCN）模型。近年來，滑動彈簧模型[7]能夠將聚合物鏈交纏效應添加到DPD中。
圖5是聚異戊二烯（分子量約48,800）的G'（存儲模量）和G"（損耗模量）的評估。快照中的彎曲點對應于交纏點。
圖5. 通過PCN評估粘彈性（左圖：快照，右圖：主曲線）
6、連續體模型
使用DPD和平均場方法獲得的相分子結構，可以基于連續體模型進行有限元方法（FEM）計算，以評估平均彈性模量和熱導率等物理性能。各組分的材料性能作為參數輸入。圖6（左）顯示了在將變形施加到圖4（右）中獲得的相分離結構時，界面處的應變能分布；圖6（右）顯示了在聚合物中通過DPD獲得的納米填料分散結構進行熱傳導計算時的熱通量分布。圖6中的計算基于某種模擬得到的結構，但還有其他方法可以利用結構，如使用散射試驗或CT的數據，或通過創建虛擬結構對物理性能和結構之間的關系進行數值實驗。
圖6. 通過有限元方法評估力學性能
（左圖：相分離結構中的應變能分布，右圖：納米填料分散結構中的熱通量分布）
7、J-OCTA中包含的引擎（求解器）
對于量子化學和密度泛函理論，J-OCTA捆綁了SIESTA和ABINIT-MP，并提供了與Gaussian等的接口。
展開 用于熱管理的分層導熱聚合物納米復合材料
來源 | Applied Materials Today
01
背景介紹
由于固體材料的導熱系數與電氣系統的溫度變化成反比，這就要求導熱材料表現出與溫度相適應的熱傳輸能力，并集成到動態負載條件的電氣系統的熱管理中。管理電導體中的熱量是滿足能源可持續使用和電力可靠性需求的一個主要挑戰，尤其是在電力電子設備和能源關鍵型電機中更為重要。要實現這些不同的功能，如熱可靠性和電可靠性，就需要合理地設計導熱材料的結構。
02
成果掠影
近期，布法羅大學Shenqiang Ren研究團隊提出了分層導熱納米復合材料，由納米結構陶瓷共形涂層和混合排列的超高分子量聚乙烯纖維組成，可定制電導體的散熱。混合排列的熱界面具有非常理想的各向異性高導熱系數，可達0.98W/mK，介電強度為3.4。此外，電隔熱界面在動態負載條件下表現出高性能和可靠的電氣系統。在相同的電負載下，非均勻陶瓷-聚合物封裝導體的表面溫度比聚合物封裝導體低17.8℃。研究成果以“Hierarchical thermal-conductive polymer nanocomposites for thermal management”為題發表于《Applied Materials Today》。
03
圖文導讀
圖1 a. 由超高分子量聚乙烯（UHMWPE）和陶瓷涂層組成的導熱材料示意圖。(I)排列UHMWPE纖維。（II）陶瓷涂層UHMWPE纖維。（III）異質陶瓷UHMWPE薄膜。（IV）異質薄膜涂層銅線。
展開 