大阪大学用纤维素纳米纤维成功合成高密度导热复合材料

大阪大学近期宣布该大学的研究小组成功开发了一种可以导热的“如纸一般”的复合材料。一直以来,纸被人们认为是隔热材料,但研究小组发现通过将纤维素纳米纤维加工成为高密度片材,它可以表现出很高的导热性。利用该性能,复合材料未来可用于柔性电子器件的散热片、健康监测服装和床上用品、医疗仪器的热敏感元件等应用领域。

已知常规纤维素纤维因其具有空气层浆结构表现出高隔热性,因此纤维素本身的热传导特性并未引起太多关注和研究。

2015年,大阪大学研究小组通过天然海鞘壳提取纤维素纳米纤维制得高密度填充的纳米纸。测试结果表明该纳米纸拥有比石油基塑料膜高10倍的热传导率,这种高热传导性能是由于纤维素分子链被拉长,高度结晶化。纤维素的隐藏性能被成功发掘,并且彻底颠覆了科学界认为纤维素是绝热材料的观点。

研究组在此基础上进一步展开研究,结合树脂制得透明的“热扩散纸材料”,并通过控制纤维的取向,开发出热传导方向可控的复合材料。本次研发成果,将把到目前仅用于绝热材料来使用的纤维素,第一次作为传热材料加以利用,扩大了纤维素的使用范围。