近日，学院张军亮副教授/顾军渭教授在Chemical Science期刊在线发表题为《Unravelling Intrinsic Thermal Conduction Mechanism through Phonon Transport Pathway Engineering of Long-Range Ordered Block Copolymers》的研究论文。
本征高导热聚合物材料在电子、电气领域中发挥着重要作用。本文从分子结构设计出发，通过可逆加成-断裂链转移（RAFT）聚合精准合成一系列嵌段聚合物，揭示了聚合物多尺度分子链结构对其本征导热性能的影响。通过精确调控氰基联苯液晶单体（LCx）与甲基丙烯酸缩水甘油酯单体（GMA）在聚合物分子链的分布与序列，以及LCx中柔性链段(-CH2-)x的长度，成功构筑了具有多级长程有序结构的嵌段共聚物PLCxm-b-PGMAn。当LCx柔性链段中含有11个-CH2-单元（LC11）时，PLC11m-b-PGMAn形成了类六方堆积柱状相（HEX-like）、类层状相（LAM-like）以及反类六方堆积柱状相（Inverted HEX-like）等微观相结构。结果表明，提高LC11在聚合物中的比例对提升其本征导热性能具有重要作用。与具有大量热界面的HEX-like和Inverted HEX-like形貌相比，LAM-like形貌能够构建长程有序声子传递路径，且通过微相分离驱动的受限组装、半晶结构增强的有序堆积以及超分子组装的协同作用有效抑制声子散射，显著促进声子热传递。本研究通过实验与分子模拟相结合，从分子水平探究聚合物的本征导热机理，揭示了多尺度链取向与长程有序结构对构建声子传递路径并提升聚合物导热性能的关键作用。
学院2025级博士研究生张宽为论文的第一作者，张军亮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、陕西省自然科学基础研究计划项目和陕西省创新能力支撑计划项目等基金项目的资助和支持。
论文信息：
Kuan Zhang, Junliang Zhang*, Jiahao An and Junwei Gu*. Unravelling Intrinsic Thermal Conduction Mechanism through Phonon Transport Pathway Engineering of Long-Range Ordered Block Copolymers. Chemical Science, 2026, 10.1039/D6SC01804A.
论文链接：
https://doi.org/10.1039/D6SC01804A
图文简介：
图 1 嵌段共聚物的合成和长程有序结构示意图
图 2 液晶单体和嵌段共聚物的结构和热性能表征
图 3 嵌段共聚物及其固化后的微观结构表征
图 4 嵌段共聚物的本征导热性能和微观结构的分子动力学模拟示意图
图 5 嵌段共聚物导热性能的分子动力学模拟结果和层状多级长程有序结构热传导机理示意图
图 6 嵌段共聚物固化后的本征导热性能和热管理性能
图文/张宽
审核/陈凯杰
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