大阪大學(xué)用纖維素納米纖維成功合成高密度導(dǎo)熱復(fù)合材料
2019/3/21 15:20:10
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大阪大學(xué)近期宣布該大學(xué)的研究小組成功開發(fā)了一種可以導(dǎo)熱的“如紙一般”的復(fù)合材料。一直以來，紙被人們認(rèn)為是隔熱材料，但研究小組發(fā)現(xiàn)通過將纖維素納米纖維加工成為高密度片材，它可以表現(xiàn)出很高的導(dǎo)熱性。利用該性能，復(fù)合材料未來可用于柔性電子器件的散熱片、健康監(jiān)測服裝和床上用品、醫(yī)療儀器的熱敏感元件等應(yīng)用領(lǐng)域。 已知常規(guī)纖維素纖維表現(xiàn)出高隔熱性能，因為它們具有容易含有空氣層的漿液結(jié)構(gòu)。因此纖維素本身的熱傳導(dǎo)特性并未引起太多關(guān)注和研究。 2015年，大阪大學(xué)該研究小組通過天然海鞘殼提取纖維素納米纖維*制得高密度填充的納米紙。對其測量導(dǎo)熱系數(shù)的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)納米紙表現(xiàn)出比石油基塑料膜高10倍的熱傳導(dǎo)率，這種高熱傳導(dǎo)性能是由于纖維素分子鏈被拉長并排列成高晶體結(jié)構(gòu)。纖維素的隱藏性能被成功發(fā)掘，并且徹底顛覆了科學(xué)界認(rèn)為纖維素是絕熱材料的觀點。 研究組在此基礎(chǔ)上對進(jìn)一步展開研究，結(jié)合樹脂制得透明的“熱擴(kuò)散紙材料”，并通過控制纖維的取向，開發(fā)出可控制熱傳導(dǎo)流向的復(fù)合材料。本次研發(fā)成果，將把到目前為止僅僅被認(rèn)為只能當(dāng)做絕熱材料來使用的纖維素，第一次作為傳熱材料加以利用，擴(kuò)大了纖維素在各類熱應(yīng)用的使用范圍。*注：被囊素納米晶須是由海鞘等海洋動物的外被囊分離出的一種特殊的動物纖維素晶須,其具有高強(qiáng)度、高模量和較大的長徑比,同時具有低密度、可降解、生物相容性等特點,適于用作新型聚合物增強(qiáng)填料。晶須表面大量的羥基使其應(yīng)用局限在極性基質(zhì),對其進(jìn)行接枝聚合表面改性,能夠改善其與低極性基質(zhì)的相容性,極大地拓展其應(yīng)用范圍。
