受蒲公英启发的径向定向微球，用于动态界面热管理

《Advanced Functional Materials》：Dandelion-Inspired Radial Oriented Microspheres for Dynamic Interface Thermal Management

弹性热界面材料通过仿生多级结构设计实现热传导与机械柔韧性的协同优化，采用蒲公英启发的径向石墨烯微球封装镓铟液金属纳米颗粒，形成自组织的三维导热网络（11.1 W/m·K），兼具高回弹率（94.7%）和抗振动性能。

　　

摘要

在弹性热界面材料（TIMs）中，如何克服导热性、机械柔顺性和动态稳定性之间的持续权衡仍然是一个关键挑战。传统的随机填料方法存在导热效率低的问题，而预先形成的热网络则缺乏适应动态界面的能力。本文提出了一种仿生解决方案，该方案采用蒲公英的启发式设计，利用径向排列的石墨烯微球包裹镓铟液态金属纳米颗粒（LMGS）。这种多层次设计结合了微球的径向微观结构及其宏观堆叠配置，形成了能够自主组织成高效三维热网络的微观导热单元（导热系数为11.1 W m^?1K^?1每体积百分比）。至关重要的是，石墨烯骨架支撑并限制了液态金属的运动，从而在受力时抑制了其聚集和泄漏。这种创新方法有效解决了填料分散和网络渗透所带来的问题。径向结构促进了各向同性的热扩散，而微球自身的柔顺性结合聚合物基体，使得材料具有较低的压缩模量以及94.7%的回弹性能（在100次压缩循环后压缩应变仅为40%）。因此，基于LMGS的TIMs在动态机械应力下仍能保持抗振的贴合接触和优异的热稳定性。这种仿生架构将热性能和机械性能分离开来，为下一代柔性电子设备和航空航天系统中的先进热管理提供了有前景的途径。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。