导热聚合物复合材料凭借其轻质性和柔韧性，被应用于电子设备中的热源和散热器之间，以将产生的热量散发到周围环境中。由于使用具有促进热流动的特定方向的填料，实现了高效散热。

一种提高聚合物复合材料导热性的节能方法

然而，改变填充材料方向的传统工艺是一种能源密集型工艺，需要使用电场/磁场和表面改性，这会损害填料的质量及其热性能。

现在，在一项新研究中，韩国釜山国立大学的ChaeBinKim教授及其团队开发了一种节能工艺，无需进行表面改性即可改变填料的方向。

这篇论文于2022年10月17日在线提供，并将于2023年1月1日发表在PolymerTesting杂志的第117卷中。

所提出的方法利用了热泳现象，这是一种温度梯度导致悬浮在流体介质中的固体颗粒移动或旋转的现象。为了制备聚合物复合材料，研究人员将导热六方氮化硼(h-BN)填料颗粒悬浮在紫外线固化液体中，并将​​其涂在两块玻璃板之间。

沿薄膜厚度施加温度梯度，导致填料颗粒旋转，并沿施加的温度梯度重新排列。在达到所需的方向后，复合材料被光固化，从而形成具有固定填料方向的固体复合材料，形成传热路径。

“据我们所知，目前的研究是使用热泳控制各向异性填料取向的第一个实验证明，”金教授说。

导热聚合物复合材料(如导热膏)用于手机、笔记本电脑，甚至电池中。考虑到电子产品产量的增长和向电动汽车的预期过渡，所提出的方法有可能降低制造导热聚合物复合材料的能源成本。此外，通过避免表面改性的需要，可以开发高效导热聚合物复合材料，以改善散热并延长电子产品的使用寿命。

“高效的散热材料可以确保设备的最佳运行条件，同时提高可靠性、使用寿命和用户安全性，”Kim教授说。

除了提高导热性外，填料还用于改变复合材料的光学、电气和机械性能。通过提供一种无需任何表面改性即可重新定向填料的方法，还可以采用所提出的方法来调整各种聚合物复合材料的性能，而不会降低其质量。