重大突破：高導(dǎo)熱樹(shù)脂本征導(dǎo)熱系數(shù)近2W/m·K

根據(jù)研究方法，導(dǎo)熱膠可分為本征型導(dǎo)熱膠和填充型導(dǎo)熱膠。填充型導(dǎo)熱膠是在聚合物膠體中，添加高導(dǎo)熱的填料，使其具備較高的高熱性能。常用的導(dǎo)熱粉體包括角形/球形/準(zhǔn)球形氧化鋁、氧化鋅、準(zhǔn)球氧化鎂、氮化鋁、氮化硼、石墨以及碳化硅等。而本征型導(dǎo)熱膠是通過(guò)化學(xué)合成使自身沒(méi)有導(dǎo)熱性的聚合物出現(xiàn)共軛π鍵，通過(guò)電子或者聲子導(dǎo)熱機(jī)制提高導(dǎo)熱性能。

目前，填充型導(dǎo)熱膠最為普遍，因?yàn)樗闹苽涔に囅鄬?duì)簡(jiǎn)單，需要在樹(shù)脂基體中填充導(dǎo)熱粉體并使其均勻穩(wěn)定分散，即得導(dǎo)熱膠，而且導(dǎo)熱性能與穩(wěn)定良好，是如今制備導(dǎo)熱膠的主流技術(shù)。然而，本征型導(dǎo)熱膠也是學(xué)術(shù)界的研究方向。試想一下，基體的的導(dǎo)熱率起點(diǎn)高了，再添加同樣填充量的導(dǎo)熱粉體，那導(dǎo)熱膠的導(dǎo)熱系數(shù)不是可以達(dá)到更高？

聚合物自身的熱導(dǎo)率主要取決于結(jié)晶性和取向方向（即聲子的散射程度），通過(guò)外界的定向拉伸、超聲以及模壓等作用下，使聚合物分子有序化，使熱量沿分子鏈方向傳遞，減少聲子散射，從而可以提高材料的導(dǎo)熱性。近日，上海交通大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)聯(lián)合美國(guó)賓夕法尼亞州立大學(xué)在聚合物的本征導(dǎo)熱領(lǐng)域取得重大突破，設(shè)計(jì)了一類階梯狀絕緣共聚物，通過(guò)π-π堆疊作用，自組裝成高度有序陣列，使得該聚合物在薄膜厚度方向的本征導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)1.96±0.06 W/(mK)，為目前為止被報(bào)道過(guò)的絕緣聚合物本征導(dǎo)熱系數(shù)的最高值。

該聚合物混合物包括由SBNP自聚形成的PSBNP和由單體SBNP和TNI共聚而成一種雙鏈結(jié)構(gòu)共聚物PSBNP-co-PTNI，通過(guò)高度立構(gòu)規(guī)整構(gòu)型以及等規(guī)鏈段構(gòu)象促進(jìn)鏈間π-π堆疊相互作用，誘導(dǎo)該共聚物自組裝形成高度有序陣列。偏振拉曼測(cè)試結(jié)果表明，共聚物薄膜在平面上呈現(xiàn)各向同性、在斷裂面上呈各向異性，說(shuō)明有序陣列平行于表面，這就造就了該聚合物薄膜在垂直平面方向表現(xiàn)出目前為止高分子本征高導(dǎo)熱系數(shù)。