常规通过混入无机导热填料提高聚合物导热率的方法，只能有限提高材料导热率（< 3.0 W/mK）且导热率呈现各向同性。本工作通过自制的固态挤出设备制备出高度各向异性、导热率高且机械性能强的氮化硼（BN）/超高分子量聚乙烯（UHMWPE）复合物。材料的面内导热率在BN含量为50 vol%时高达12.42 W/mK，比高压压制成型的对比样（3.63 W/mK）提高242%。材料导热的各向异性比高达1000%，这可使热量更容易沿着面内方向传播，从而保护另一方面的电子器件免受高热量的干扰。导热率的提高归因于材料内部生成的仿贝壳结构。BN纳米片高度取向相互搭接成导热通路，为声子传播提供途径。根据理论计算，材料的界面热阻降低了两个数量级。除了导热性能，固态挤出的材料，相比于高压成型的试样，还具备显著提升的强度和韧性。以上结果说明，我们所制备的材料有在热耗散领域应用的潜能。
Yan-Fei Huang, Zhi-Guo Wang, Hua-Mo Yin, Jia-Zhuang Xu,* Yuan-Wei Chen, Jun Lei, Lei Zhu, Feng Gong, and Zhong-Ming Li*, Highly Anisotropic, Thermally Conductive, and Mechanically Strong Polymer Composites with Nacre-like Structure for Thermal Management Applications, ACS Applied Nano Materials 2018, DOI: 10.1021/acsanm.8b00514
全文链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsanm.8b00514