01 背景介绍

　　材料界面处热和应力的传递，对基于接触的感知敏感性来测量温度、形态和模量至关重要。界面接触差和应力集中的热界面材料，会造成目标物体与材料之间化学结构和表面形貌的差异导致弱相互作用，降低了有效接触面积；界面处的应力传递受到限制，特别是对于粗糙或不规则形状的表面，会导致界面分离从而降低热传导效果。在实际应用中会造成较大的温度梯度和局部温度过热，导致热失控和工程失效。

　高弹性聚合物基导热复合材料可以增加有效接触面积，并有利于在施加压力下的相互作用。能够适应非平整、粗糙的应用环境和动态的接触表面实现牢固贴合，在不同的温度场景中保持良好的快速导热能力。

02 成果掠影

天津大学冯奕钰、封伟教授研究团队使用垂直阵列折叠石墨烯（VAFG）和聚2-[[(丁氨基)羰基]氧]乙酯和聚二甲基硅氧烷、乙烯基封端聚二甲基硅氧烷（Poly(PBA-ran-PDMS)）共聚物基质，合成了一系列具有高粘附性和高伸长率的聚合物基复合材料。通过优化的化学交联和超分子相互作用，Poly(PBAx-rand-PDMS)/VAFG 表现出 15.49 W m-1K-1 高导热性、高弹性变形和高达 6500 N m-1的界面粘附力。该复合材料对温度和压力高度敏感，在机械臂应用中显示出自学习能力。智能机械手可以在黑暗中识别和选择性捕获未知物质。导热、弹性、粘合性 Poly(PBAx-rand-PDMS)/VAFG 复合材料是多功能柔性触觉设备理想的界面候选材料，可作为智能软机器人发展的核心材料。研究成果以“Highly Thermally Conductive Adhesion Elastomer Enhanced by Vertically Aligned Folded Graphene”为题发表于《Advance Science》期刊。

03 图文导读

聚合物的分子结构设计及界面黏附性分析。

Poly(PBA-ran-PDMS)/VAFG导热复合材料的回弹性和黏弹性。a）物理浸渍法合成工艺的表面微形貌。b）应力-应变曲线，拉伸速度5mm min-1。c）样品在10-50%不同压缩应变下的应力-应变曲线和循环应力-应变曲线（应变50%，循环1000次）。d）黏附试验模型。e）样品对铝、铜、钢和硅等各种衬底的剥离强度。f）与相关研究中其他材料的剥离强度比较。

非晶态聚合物及其VAFG共混物的k值。

Poly(PBA-ran-PDMS)/VAFG材料传热模型。

Poly(PBA-ran-PDMS)/VAFG材料的应用。

在暗箱中感知和识别材料。

文章来源：公众号【热管理材料】

氧化石墨烯：

氧化石墨烯(graphene oxide )是石墨烯的氧化物，一般用GO表示，其颜色为棕黄色，市面上常见的产品有粉末状、片状以及溶液状的。因经氧化后，其上含氧官能团增多而使性质较石墨烯更加活泼，可经由各种与含氧官能团的反应而改善本身性质。

氧化石墨烯薄片是石墨粉末经化学氧化及剥离后的产物，氧化石墨烯是单一的原子层，可以随时在横向尺寸上扩展到数十微米。因此，其结构跨越了一般化学和材料科学的典型尺度。氧化石墨烯可视为一种非传统型态的软性材料，具有聚合物、胶体、薄膜，以及两性分子的特性。氧化石墨烯长久以来被视为亲水性物质，因为其在水中具有优越的分散性，但是，相关实验结果显示，氧化石墨烯实际上具有两亲性，从石墨烯薄片边缘到中央呈现亲水至疏水的性质分布。因此，氧化石墨烯可如同界面活性剂一般存在界面，并降低界面间的能量。其亲水性被广泛认知。

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