材料樣品，圖片來(lái)源：NUST MISIS

NUST MISIS（俄羅斯國(guó)家研究型工藝技術(shù)大學(xué)）的科學(xué)家們研制出了一種新型復(fù)合材料，其導(dǎo)熱性能比原來(lái)提升了很多倍，另外其加工工藝相對(duì)簡(jiǎn)單且廉價(jià)。利用現(xiàn)代電子技術(shù)中的新技術(shù)可以解決PCB（印刷電路）過(guò)熱的問(wèn)題。這項(xiàng)研究結(jié)果已經(jīng)被發(fā)表在《The Journal of Alloys and Compounds》雜志上。

電子設(shè)備可能會(huì)過(guò)熱、死機(jī)、自動(dòng)重啟等，但這些只是問(wèn)題的可見部分。經(jīng)常過(guò)熱會(huì)導(dǎo)致一個(gè)設(shè)備的性能降低，因?yàn)樯叩臏囟葘?duì)它的內(nèi)部元件總是有害的。通常情況下，過(guò)熱會(huì)在啟動(dòng)小部件后出現(xiàn)正常的“死機(jī)”現(xiàn)象，或者更糟的情況是藍(lán)屏或意外關(guān)機(jī)。計(jì)算機(jī)和智能手機(jī)處理器和顯卡對(duì)溫度上升最為敏感，因?yàn)楦邷貢?huì)縮短它們穩(wěn)定運(yùn)行的時(shí)間。盡管現(xiàn)代設(shè)備在達(dá)到臨界溫度時(shí)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，但溫度的正常升高同樣會(huì)導(dǎo)致處理器錯(cuò)誤甚至芯片崩潰。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，NUST MISIS的科學(xué)家們提出了一種簡(jiǎn)單廉價(jià)的生產(chǎn)方法，以生產(chǎn)出具有高導(dǎo)熱性和力學(xué)性能的輕質(zhì)復(fù)合材料。

NUST MISIS功能性納米技術(shù)和高溫材料部的高級(jí)研究員，同時(shí)也為這項(xiàng)研究的作者之一Dmitry Muratov說(shuō)：“導(dǎo)熱性好且不導(dǎo)電的聚合物基材料，在生產(chǎn)和加工周期中可能比普通的同類產(chǎn)品便宜，因此，這已成為我們的研究目標(biāo)?！?

根據(jù)Muratov的說(shuō)法，所得到的復(fù)合材料在印刷電路板中可以替代增強(qiáng)層狀材料，或者用在小型電子產(chǎn)品中有明顯發(fā)熱的地方（例如，二極管燈），這是非常有發(fā)展前途的。

過(guò)程控制塊，圖片來(lái)源： NUST MISIS

在NUST MISIS的實(shí)行技術(shù)中高密度聚乙烯作為聚合物基體材料，六方氮化硼作為增強(qiáng)填料。研究小組開發(fā)了最佳的加工配比組合，以確保填料的理想性能。

Dmitry Muratov說(shuō)：“最終，我們?nèi)〉昧送黄菩赃M(jìn)展。這項(xiàng)工作中的聚乙烯和氮化硼復(fù)合材料的強(qiáng)度達(dá)到了24 MPa，它的熱導(dǎo)率至少是玻璃纖維的兩到三倍，這是通過(guò)模擬設(shè)備得到的結(jié)果?！?

Muratov認(rèn)為該材料可以有效地取代現(xiàn)代電子玻璃纖維，因?yàn)樗缓杏卸经h(huán)氧樹脂所對(duì)應(yīng)的缺點(diǎn)。除了復(fù)合材料轉(zhuǎn)移熱量能力約為1W/m*K外，它也易于回收。

Muratov說(shuō)：“我們材料的經(jīng)濟(jì)效益來(lái)自于其使用方便，而玻璃纖維非常難加工。因?yàn)樗木酆衔锸怯煞磻?yīng)性塑料（環(huán)氧樹脂）制成的，固化后不能再重復(fù)使用?！?

目前，科學(xué)家正在與內(nèi)布拉斯加林肯大學(xué)（美國(guó)）合作進(jìn)行二維材料的合成及其性質(zhì)的研究。他們正在尋找一種方法，通過(guò)使用理論上合理的材料來(lái)大幅度提高復(fù)合材料的熱導(dǎo)率。