高性能热界面材料(TIM)是大功率电子设备加速散热的必需材料。然而，实现高热导率和填料增强型TIM的出色柔顺性之间固有的权衡冲突导致现有TIM解决方案的界面传热效率不令人满意。

在这里，浙江大学高超教授，Yingjun Liu，Zhen Xu报道了通过机电双场协同对准工程具有金属级热导率的基于石墨烯纤维(GF)的弹性TIM。

文章要点

1）与最先进的碳纤维(CF)相比，GF具有约1200 W m^-1 K^-1的超高热导率和出色的灵活性。在双场协同对准调控下，GF垂直排列，具有出色的取向(0.88)和高阵列密度(33.5 mg cm^-2)，形成连续的导热路径。即使填料含量低至约17 wt%，GF基TIM也表现出高达82.4 W m^-1 K^-1的极高全平面热导率，超过大多数CF基TIM，甚至可与常用的软铟箔相媲美。

2）受益于GF的低刚度，GF基TIM显示出低至0.57 MPa的较低压缩模量，压缩循环后95%的优异回弹性，并且接触热阻降低至7.4 K mm² W^-1。研究结果为导热和柔性GF的定向组装提供了一个极好的范例，以实现可扩展的高性能TIM，克服了TIM设计中长期存在的机械热不匹配瓶颈。

参考文献

Jiahao Lu, et al, Scalable Compliant Graphene Fiber-Based Thermal Interface Material with Metal-Level Thermal Conductivity via Dual-Field Synergistic Alignment Engineering, ACS Nano, 2024

DOI: 10.1021/acsnano.4c04349

https://doi.org/10.1021/acsnano.4c04349