可扩展的微流体制造垂直对齐的二维纳米薄膜,用于优质的热管理
Kai Yang1, Xiaoran Yang1, Zexin Liu2
1Wuhan National High Magnetic Field Center and School of Materials Science & Engineering, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China. guoqingxin@hust.edu.cn.
Materials horizons
|June 5, 2023
概括
一种新的微流体学方法使得垂直对齐的二维 (2D) 纳米薄膜的可扩展制造成为可能. 这些对齐的薄膜显著提高了热接口材料 (TIM) 的导热率,提高了设备的可靠性.
科学领域:
- 材料科学与工程 材料科学与工程
- 纳米技术纳米技术
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 二维 (2D) 纳米板具有特殊的特性,但需要有序的结构才能达到最佳性能.
- 具有垂直对齐的2D纳米板的宏观结构的可扩展制造是一个重大挑战.
- 现有的方法很容易产生分层结构,但难以使大尺寸纳米片的垂直对齐.
研究的目的:
- 开发一种可扩展和高效的工艺,将二维纳米板组装成高度有序的,垂直对齐的宏观结构.
- 研究这些垂直对齐结构在热接口材料 (TIM) 的应用.
- 评估开发的TIM的热管理性能.
主要方法:
- 一种微流体启用的板材对齐过程,利用高比例微通道.
- 应用强大的通道尺寸限制和高流量剪切应力,以实现2D纳米板的垂直对齐.
- 用于TIM应用的垂直对齐的石墨烯板膜的制造和表征.
主要成果:
- 成功地将2D纳米片组装成具有高度排序的垂直对齐的大面积薄膜.
- 在垂直对齐的TIM中,通过平面实现了82.7W m-1 K-1的优越导热率.
- 在低石墨烯含量 (11.8%体积%) 的情况下,证明了卓越的热管理性能.
结论:
- 微流体启用过程为制造垂直对齐的2D纳米板结构提供了一个可扩展的解决方案.
- 垂直对齐的石墨烯板膜为TIM提供了显著的热导电性改善.
- 这些发现突显了电子设备增强热管理和可靠性的潜力.
