来源：Advanced Functional Materials

链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202520631

01 背景介绍

随着微纳电子器件热功率密度的迅速增长，尤其是柔性电子、航空航天等领域对设备在动态、振动环境下稳定运行的要求日益严苛，开发兼具高导热与优异机械柔顺性的热界面材料（TIMs）已成为科学和工业界的研究热点。然而，目前已报道的弹性热界面材料的导热效率远未达到预期，核心矛盾在于复合材料的高导热率（κ）与软弹性难以兼顾。高κ依赖声子在有序的刚性晶体（如石墨烯、氮化硼）中高效传递，需要建立完整的导热通路。而软弹性则源于聚合物长链分子无规缠绕形成的非晶态结构，弱键合和分子链的滑移能力赋予了材料软弹性和可变形性。引入高导热填料会导致高界面热阻，且为形成有效导热网络常需高填充量，刚填料性网络会限制聚合物分子链的运动，使材料硬化，损害弹性，甚至导致界面脱粘和填料网络断裂。

02 成果掠影

近期，天津大学封伟、秦盟盟团队受自然界中蒲公英径向结构启发，设计并制备了一种负载液态金属的石墨烯气凝胶微球（LMGS），成功构建出兼具高导热、超柔软、抗泄漏和动态稳定性的仿生热界面材料（HLMGS/E）。该材料以径向排列的石墨烯气凝胶为“骨架”封装液态金属微粒，这种仿生径向结构可以实现热量的快速与各向同性扩散。通过微流控冰模板法构建径向导热网络，HLMGS/E 实现6.64 W/(m.K)的热导率、11.1 W/(m.K)/vol% 的体积比热导率及502.8 kPa 的超低压缩模量，100 次 40% 应变循环后回弹率达94.7% ，且能抑制 LM 泄漏，3000 次热冲击后温度波动 < 2.8℃；其性能显著优于传统随机分散（RLMG/E）、气凝胶基（LMGA/E）及商用 TIMs（如 Laird Tflex 700），为下一代柔性电子和航空航天系统的动态界面热管理提供新方案。研究成果“Dandelion-Inspired Radial OrientedMicrospheres for Dynamic Interface Thermal Management”为题发表在《Advanced Functional Materials》。

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