近日，云顶集团顾军渭教授团队在《Advanced Materials》期刊在线发表题为《Excellent Low-Frequency Microwave Absorption and High Thermal Conductivity in Polydimethylsiloxane Composites Endowed by Hydrangea-Like CoNi@BN Heterostructure Fillers》的研究论文。

电子设备的轻薄化和高功率化发展，导致其低频电磁干扰和热量聚集问题愈发严重。顾军渭教授团队前期研究发现链状CoNi优异的形状各向异性和强烈的磁耦合效应有利于提升其低频（S和C波段）的自然共振增强以及磁损耗能力（Advanced Functional Materials, 2024, 10.1002/adfm.202316691）。在此基础上，本研究进一步采用“喷雾干燥-烧结”工艺将链状CoNi和片状BN自组装为绣球花状CoNi@BN异质结构填料，充分发挥其多尺度多界面特性，既有利于高导热组分互相搭接形成高效的声子传导通路，又助于吸波组分构成彼此隔离的电磁波损耗网络。再将CoNi@BN与聚二甲基硅氧烷（PDMS）复合制备低频吸波/导热一体化CoNi@BN/PDMS复合材料。当CoNi@BN的体积分数为44 vol%且CoNi与BN质量比为3:1时，CoNi@BN/PDMS复合材料兼具最优的低频吸波性能和导热系数，厚度为4.4 mm时最小反射损耗为-49.9 dB、低频有效吸收带宽为2.40 GHz（3.92~6.32 GHz），完全覆盖5G通讯涉及的n79（4.4~5.0 GHz）频段，面内导热系数（λ∥）为7.31 W m-1 K-1，约为纯PDMS的λ∥（0.64 W m-1 K-1）的11.4倍。本工作有效解决了低频吸波材料导热性能差的关键难题，为低频吸波材料的高导热化设计开发提供了新的研究思路。

学院2021级博士研究生何沐锟为论文的第一作者，郭永强副教授和顾军渭教授为论文的共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金联合基金重点项目、陕西省重点研发计划、陕西省科技创新团队和云顶集团7610官方网站博士论文创新基金等的资助支持。

图文简介

图1 CoNi@BN/PMMA（a-a’’’）和CoNi@BN（b-b’’’）的SEM照片；绣球花的实物照片（c）；BN、CoNi和PMMA的TGA曲线（d）；CoNi@BN横截面的SEM照片及其能谱图（e）

图2 不同CoNi与BN质量比的CoNi@BN/PDMS复合材料的介电常数（a）、磁导率（a’）、损耗角正切值（b）、反射损耗值的二维投影图（c-c’’’）和CoNi@BN/PDMS复合材料的吸波机理图（d）；CoNi@BN和CoNi的电场分布模拟图（e-e’）；CoNi与BN质量比为3:1的不同体积分数CoNi@BN/PDMS复合材料的吸收带宽图（f）

图3 导热填料种类及用量对其PDMS复合材料面内导热系数（a）、面间导热系数（a’）的影响；CoNi@BN/PDMS复合材料降温过程的红外热成像照片（b）和温度-时间曲线（b’）；CoNi@BN/PDMS复合材料的导热机理图（c）

论文信息：

Mukun He, Xiao Zhong, Xinghan Lu, Jinwen Hu, Kunpeng Ruan, Hua Guo, Yali Zhang, Yongqiang Guo* and Junwei Gu*. Excellent Low-Frequency Microwave Absorption and High Thermal Conductivity in Polydimethylsiloxane Composites Endowed by Hydrangea-Like CoNi@BN Heterostructure Fillers. Advanced Materials, 2024, 36: 2410186. (2023IF=27.4)

论文链接：

https://doi.org/10.1002/adma.202410186

（文字：郑聪；审核：陈凯杰）