近年来随着电子行业的飞速发展，各类电子设备正不断向微型化、高功率发展。表现出集成度不断增加，封装越来越紧密，这就迫使电子元件在密闭空间内不可避免地产生热量。如果散热不当，过多的热量会严重降低电子元件的可靠性和使用寿命。因此，开发先进的热管理材料变得至关重要，其中聚合物复合材料因其重量轻、柔韧性好、易于加工等特点，作为热管理材料备受关注。

  然而，目前许多研究都旨在强调提高材料导热系数（TC），却忽略了这些材料的工作环境。在实际应用中，设备工作温度对TC的影响至关重要，具有导热系数正温度依赖性(TDTC)的材料在温度升高时散热效率更高，可确保电子设备的性能稳定，实现有效的热管理。

  面对这一问题，南京工业大学材料科学与工程学院研究团队受“蛇皮”分层结构的启发，设计了一种隔离结构，在高膨胀高抗冲聚苯乙烯(HIPS)/石墨(Gt)复合材料上涂覆铜合金(Cu alloy)，铜合金在限制HIPS/Gt热膨胀的同时还能形成伪导热网络，从而增强TDTC和热导率(TC)，其作用类似于蛇在吞咽过程中蛇皮“硬鳞片”和“软外皮”之间的相互作用。与采用传统熔融混合方法制造的相同成分的复合材料相比，生物启发的复合材料的TC和正TDTC都有大幅提高。此工作不仅利用仿生策略为制造具有正TDTC的导热聚合物复合材料开辟了一条前景广阔的途径，也为化学热交换器和其他高温散热装置提供了潜在的应用领域。

本文要点

（1）生物启发设计

  在自然界中，蛇有一种非凡的能力，能吞下比其体型大得多的猎物。在这一过程中，蛇皮会发生巨大的变形，软鳞片会大幅扩张，而硬鳞片的扩张程度则很小。由于软硬鳞的膨胀程度不同，硬鳞限制了软鳞的过度膨胀，从而防止了软鳞的撕裂。这一奇妙的结构机理为设计聚合物复合材料提供了宝贵的灵感。通过模仿刚性鳞片-软膜系统，设计了一种隔离结构：将HIPS与Gt预混合，破碎后在混合物上涂覆铜合金，然后进行热压成型。Gt的高热导率可提高复合材料的整体热导率，而铜合金的热体积膨胀率低于HIPS/Gt，可降低界面热阻同时表现出正TDTC。

  原文链接：https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.4c05237