Transporte térmico mejorado en películas compuestas de aramida mediante interacción interfacial intrínseca y orientación sinérgica
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Updated: Sep 9, 2025

Disentangling High Strength Copolymer Aramid Fibers to Enable the Determination of Their Mechanical Properties
Published on: September 1, 2018
Congcong Luo1,2, Han Wang3, Hengheng Zhu1
1School of Materials and Chemical Engineering, Xuzhou University of Technology, Xuzhou, Jiangsu 221018, China.
Este estudio introduce nanotubos de carbono modificados con carboxilo en aramida para mejorar la conductividad térmica en compuestos de polímeros. Esta estrategia mejora la disipación del calor en la electrónica de alta potencia mediante el fortalecimiento de las interacciones interfaciales y la orientación del material.
Área de la Ciencia:
- Ciencias de los materiales
- Nanotecnología
- Compuestos de polímeros
Sus antecedentes:
- La disipación de calor de chips de alta potencia requiere materiales avanzados de interfaz térmica basados en polímeros (TIM) con alta conductividad térmica.
- La resistencia térmica interfacial (ITR) limita significativamente la mejora del rendimiento de los TIM actuales.
Objetivo del estudio:
- Mejorar las propiedades de transporte térmico de los TIM basados en polímeros.
- Reducir la resistencia térmica interfacial mejorando las interacciones interfaciales y la orientación del material.
Principales métodos:
- Incorporación de nanotubos de carbono de paredes múltiples modificados con carboxilo (CNTs-COOH) en una matriz de aramida utilizando un recubrimiento de cuchilla.
- Utilizando las interacciones interfaciales intrínsecas (enlace de hidrógeno, interacciones π-π) y la orientación sinérgica de CNTs-COOH.
- Simulación teórica de los espectros de transmisión de fonones y del ITR para CNTs-COOH/aramida y compuestos relacionados.
Principales resultados:
- La conductividad térmica en el plano (λ) del compuesto de aramida con 40% en peso de CNTs-COOH alcanzó 12,6 W/mK, un aumento del 420% con respecto a la aramida pura.
- Se demostró una excelente estabilidad conductiva térmica, con el rango de variación de α dentro de 0,8 mm2/s a través de temperaturas.
- Las simulaciones confirmaron la eficacia de las fuertes interacciones interfaciales para mejorar el transporte de calor.
Conclusiones:
- La estrategia de interacción interfacial intrínseca y orientación sinérgica mejora efectivamente el transporte térmico en los compuestos de polímeros.
- El compuesto de aramida desarrollado muestra un potencial significativo como un TIM para la disipación de calor de dispositivos electrónicos de alta potencia.
- Este enfoque ofrece un método viable para avanzar en el desarrollo de TIM.
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