通过表面功能化操纵石墨烯/聚乙烯 (乙烯醇) 复合材料的导热性:一个多层次模拟
Shaoding Yang1,2, Wenfeng Zhang1,2, Ruibin Ma1,2
1State Key Laboratory of Organic-Inorganic Composites, Beijing University of Chemical Technology, Beijing 10029, People's Republic of China.
Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids
|July 7, 2023
概括
石墨烯/PVA复合材料上的功能组显著影响热导率. 极点组增强了界面热传递,基组是最有效的,但石墨烯结构损伤降低了整体导电性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物科学 聚合物科学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 石墨烯/聚合物复合材料对热管理具有前景.
- 了解功能组 (FG) 的作用对于优化复合物特性至关重要.
研究的目的:
- 研究各种功能组对石墨烯/聚乙烯 (PVA) 复合材料的导热性的影响.
- 阐明FG对界面和散装热传输的影响背后的机制.
主要方法:
- 反向非平衡分子动力学 (RNEMD) 模拟.
- 介面库伦比能量,键,状态的振动密度和热功率自相关性的表征.
- 对石墨烯表面粗度和FG/PVA链相互作用的分析.
- 应用有效介质近似法 (EMA) 和有限元法 (FEM).
主要成果:
- 极地FG (基,氨基,基) 比非极地FG (甲基) 更能提高界面导热率.
- 由于有利的相互作用和表面形态,基基团显示出最显著的增强.
- FG的引入降低了石墨烯的内在导热性.
- 在功能化和原始石墨烯复合材料具有相同的总体导热率的情况下,存在关键石墨烯长度.
结论:
- 极性FG增强了界面导热性,特别是基团.
- 石墨烯结构被FG降解,降低了固有的导热性.
- 石墨烯分布是整体导热性的更关键因素,而不是界面导热性.
