由于微電子學(xué)的發(fā)展，對(duì)優(yōu)異的散熱材料的需求已大大增加。借鑒天然珍珠母，基于不對(duì)稱聚多巴胺官能化的Janus氧化石墨烯（JPGO）支架，制備了導(dǎo)熱環(huán)氧納米復(fù)合材料。采用雙向冷凍鑄造法制備了所需的高取向JPGO支架。隨著環(huán)氧樹(shù)脂的加入，納米復(fù)合材料呈現(xiàn)出各向異性的熱性能。當(dāng)JPGO支架的總含量為0.93 wt%時(shí)，其面內(nèi)熱導(dǎo)率(垂直于層狀結(jié)構(gòu))提高了近35倍(~5.6 W·m
−1·K
−1)。單面功能化JPGO支架在形成環(huán)氧納米復(fù)合材料的導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)方面起著重要作用。重要的是，納米復(fù)合材料具有電絕緣性能（>10
14Ω cm）。 這樣的高性能納米復(fù)合材料在電子設(shè)備中的熱管理方面具有廣闊的應(yīng)用前景。
Figure 1. 制造 (a) JPGO和(b) E-JPGO納米復(fù)合材料的示意圖。
Figure 2. SEM表征。
Figure 3. GO、PGO、JPGO和PDA的(a) FTIR光譜，(b)拉曼光譜和(c) TGA曲線。
Figure 4. (a) GO， (b) JPGO和 (c) PGO的AFM地形像和相應(yīng)的高度剖面圖。
Figure 5. (a) GO， (b) JPGO和(c) PGO的DMT模數(shù)圖像。
Figure 6. (a1-c1) JPGO支架的橫截面圖像。 (a2-c2) 珍珠母狀E-JPGO-I，E-JPGO-II和E-JPGO-III納米復(fù)合材料的橫截面圖像。
Figure 7. 環(huán)氧樹(shù)脂、E-r-PGO、E-PGO和E-JPGO納米復(fù)合材料的(a)平面上及(b)平面內(nèi)導(dǎo)熱性和導(dǎo)熱各向異性。(c和d) E-JPGO納米復(fù)合材料的溫度。
Figure 8. E-JPGO納米復(fù)合材料與已有報(bào)道的聚合物復(fù)合材料TCE的比較。
Figure 9. (a) E-JPGO-III的熱循環(huán)穩(wěn)定性。(b)環(huán)氧樹(shù)脂，E-GO，E-PGO和E-JPGO納米復(fù)合材料的電阻率。(c) E-JPGO納米復(fù)合材料的導(dǎo)熱但電絕緣機(jī)理示意圖。(d)環(huán)氧樹(shù)脂和E-JPGO納米復(fù)合材料的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。
相關(guān)研究成果于2020年由江南大學(xué)Weifu Dong課題組，發(fā)表在ACS Applied Materials Interfaces(DOI: 10.1021/acsami.0c11062)上。原文：Artificial Nacre Epoxy Nanomaterials based on Janus Graphene Oxide for Thermal Management Applications。
摘自《石墨烯雜志》公眾號(hào)：
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