【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】隨著電子器件向高功率、高集成度方向快速發(fā)展，散熱問題已成為制約其性能與可靠性的關(guān)鍵瓶頸。熱界面材料作為芯片與散熱器之間的“熱橋”，其熱阻直接影響散熱效率。傳統(tǒng)的高填充量熱界面材料雖具有較高的本征熱導(dǎo)率，卻往往因填料團(tuán)聚、界面接觸不良等問題導(dǎo)致整體熱阻居高不下。
 

　　中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所林悅課題組與寧波材料所林正得課題組合作近期在熱界面材料研究中取得突破，提出“表面能匹配”界面設(shè)計(jì)法則，成功實(shí)現(xiàn)低熱阻性能。
 

　　該研究針對電子器件散熱中界面熱阻高的問題，通過調(diào)控填料表面分子鏈長，發(fā)現(xiàn)當(dāng)鏈長為C4時(shí)，填料與基體表面能最匹配，材料在封裝中更易壓薄、貼合更緊密。實(shí)驗(yàn)表明，C4體系可將有效熱阻降至0.142 K·cm2·W-1，比未修飾材料降低超過90%。
 

圖1. 在氧化鋁填料表面的自組裝單分子層中調(diào)整烷基鏈長度，優(yōu)化有機(jī)硅熱界面材料
 

　　這一成果為高功率芯片、服務(wù)器等散熱應(yīng)用提供了新材料設(shè)計(jì)思路，強(qiáng)調(diào)不僅需提升導(dǎo)熱系數(shù)，更應(yīng)優(yōu)化材料在實(shí)際封裝中的貼合行為。以上相關(guān)研究成果以《Surface-Energy-Matched Interfaces as Key Design Rule for Ultra-Low-Resistance Thermal Interface Materials》相關(guān)研究已發(fā)表于國際權(quán)威期刊《Advanced Functional Materials》。該論文的第一作者是2023級(jí)碩士生王志杰；2023級(jí)博士生黃家勁全程負(fù)責(zé)該項(xiàng)目，為論文的共同通訊作者。
 

　　林悅課題組專注熱輸運(yùn)物理學(xué)、極限熱功能材料、及先進(jìn)熱管理器件，近3年取得了系列進(jìn)展：Newton, 2025, 1, 100008;Nat. Commun., 2025, 16,11071;Adv. Mater. 2025, 37, 2417594;Mater. Horiz., 2025, 12, 6765–6773；Adv. Funct. Mater. 2024, 2419776；Adv. Funct. Mater. 2024, 34, 2402276；ACS Materials Lett. 2024, 6, 4351−4359.