银纳米线/PBO纳米纤维复合薄膜：兼具超柔韧性、高机械强度与多功能热管理性能的创新材料

针对电子器件热积累问题，研究人员通过表面氨基功能化银纳米线(AgNWs-NH2)与聚对苯撑苯并二噻唑(PBO)纳米纤维(PNF)复合，采用"溶胶-凝胶-薄膜转化技术"制备出兼具高导热性(21.08 W/(m·K))、优异绝缘性(6.41×107 Ω·cm)和机械强度(113.7 MPa)的复合薄膜。该材料在柔性电子器件和航空航天热管理领域展现出光热转换(72.8°C@120 mW/cm2)等应用潜力。

　　

随着电子设备向微型化、集成化发展，热积累问题日益突出。传统聚合物导热材料存在导热系数低(通常<2 W/(m·K))、热稳定性差等瓶颈，而金属基材料又面临重量大、易腐蚀等问题。聚对苯撑苯并二噻唑(PBO)纳米纤维(PNF)虽被誉为"21世纪超级纤维"，但其单一材料的导热性能提升有限。陕西某高校研究团队创新性地将表面氨基功能化银纳米线(AgNWs-NH₂)与PNF复合，开发出多功能集成的新型热管理材料，相关成果发表在《Journal of Colloid and Interface Science》。

研究采用"溶胶-凝胶-薄膜转化技术"制备复合材料，通过溶剂交换和热压成型获得最终薄膜。关键技术包括：AgNWs表面氨基功能化处理、PNF有机酸剥离制备、三维导热网络构建，以及光热转换性能测试。

【材料形貌】
SEM显示AgNWs-NH₂呈现均匀线性结构，与PNF通过氢键和化学键形成互穿网络。XPS证实氨基成功接枝，FTIR显示羧基与氨基的相互作用。

【性能表征】
当AgNWs-NH₂含量达50 wt%时，材料呈现最优性能组合：导热系数(λ)达21.08 W/(m·K)，体积电阻率6.41×10⁷ Ω·cm，拉伸强度113.7 MPa。热管理测试表明，其可使电阻片表面温度降低12.2°C。

【光热转换】
在120 mW/cm²模拟太阳光下，薄膜表面温度5分钟内从室温升至72.8°C，展现优异的光热转换效率。

【结论与意义】
该研究通过分子设计构建三维导热网络，解决了AgNWs易聚集和PNF导热提升有限的难题。材料兼具高导热性、电绝缘性和机械强度，其光热转换性能为柔性电子器件热管理提供了新思路，在航空航天等极端环境应用前景广阔。研究获得国家自然科学基金等多项资助，为高性能热管理材料开发提供了创新范式。