我所开发出兼具高效热管理与电磁屏蔽性能的柔性复合相变材料

近日,我所氢能与先进材料研究部热化学研究组(DNL1903组)史全研究员团队与能源催化转化全国重点实验室二维材料化学与能源应用研究组(508组)吴忠帅研究员团队合作,在功能化柔性复合相变材料方面取得新进展。合作团队通过集成本征柔性固—固相变材料与多维度导热框架,开发出一种兼具高效热管理与电磁干扰屏蔽功能的柔性相变复合材料(NPEC)。

柔性相变材料在解决电子设备跨界面热传递和实现精准温控方面具有独特优势。然而,相变材料固有的低导热性与泄漏问题严重制约了其实际应用。如何在保持柔性与高储热密度的同时提升其传热能力,并实现高效热管理性能,是该领域面临的关键挑战。

在本工作中,研究团队通过设计固—固相变材料内部聚合物网络结构与调控热力学性质,并结合多维度填料构建出高效导热与功能化网络,实现了材料热力学性质、柔性与热管理性能的协同平衡。研发出的NPEC复合材料具有较好的导热与相变性能,1000次冷热循环后仍保持良好的稳定性;同时电磁干扰屏蔽效能最高可达74.31 dB,经过100次的弯曲折叠NPEC在关键性能上仍然有较高的保持率(大于90%)。

近年来,史全研究员团队一直致力于新型相变储能材料的开发与热力学性质的研究(J. Am. Chem. Soc.2024Angew. Chem. Int. Ed.2024ACS Energy Lett.2026);此外,为了更好地提升相变材料的性能,充分结合了吴忠帅研究员团队在新型二维功能化材料方面的优势(Nature,2024ACS Energy Lett.2024Angew. Chem. Int. Ed.2024Natl. Sci. Rev.2025),共同合作开发出一系列高性能复合相变材料(Angew. Chem. Int. Ed.2024Nano-Micro Lett.2023Energy Storage Mater.2021)。

相关研究成果以“Multifunctional Flexible Phase Change Composites with High Thermal Conductivity and Electromagnetic Interference Shielding”为题,发表在《先进材料》(Advanced Materials)上。该工作的共同第一作者是我所DNL1903组博士研究生伏浩晟和508组周锋副研究员。上述工作得到了国家自然科学基金、我所创新基金等项目的资助。(文/图 伏浩晟)

文章链接: https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.74134

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