余曉翔：聚乙烯體塊材料熱導率的提高

CMOS2017 專題一研討會 「微納米尺度傳熱」

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報告講稿

聚合物在電子器件散熱領域有著廣泛的應用，提高其熱導率對電子器件的發展有著重要意義。最近有研究表明一維的聚乙烯（PE）單鏈和納米纖維具有很高的熱導率。這極大地激發了研究者對聚合物導熱的研究興趣。然而，其一維特性極大地限制了它的應用。

在本次報告中，我們關注三維的聚乙烯體材料，通過分子動力學模擬探索提高其熱導率的方法。眾所周知，在聚合物材料中摻雜高熱導率材料是提高其導熱性能常用的方法之一。通常採用的是隨機摻雜，與之不同的是，我們構建了一種有序CNT-PE複合材料（ACPC）結構。分析認為，熱導率的提高歸因於晶體化的原子振動。

此外，我們提出一個利用范德華約束效應提高聚合物分子鏈熱導率的新機制，並構建了一個全新的交叉平鋪PE層積（CPPEL）結構，這是聚合物體材料熱導率的最高值。分析表明，CPPEL中的分子鏈具有晶體化的振動。通過勢能分析發現，相比於陣列結構，CPPEL結構形成了受限的范德華勢阱，從而比陣列結構能更好地限制鏈的大幅度擺動和轉動。這減弱了CPPEL中原子的非簡諧振動。本報告可以為高熱導率材料的設計提供一些指導和新思路。

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報告PPT概覽

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參會者問題精選

問題1

問題2

lone star

這個結構實驗上可以製備得到嗎？

問題3

遠途

老師，請問指向性摻雜CNT材料如何實現製備？

問題4

孫彥東

老師在NEMD中用的什麼系宗控溫

問題5

孫彥東

ploymer 實際中是以晶體存在的嗎？

問題6

前行Neverstop

老師您好這種交叉平鋪層積結構弛豫後還是這麼有規則的分布嗎？

問題7

倪

上次張曉亮老師提過機械波對碳納米管的熱導率有著比較大的貢獻。這個工作里，PE鏈的擺動被限制了，機械擺動幾乎就沒有了，熱導率反而能有提高。能否評論一下這二者有和區別和聯繫？

問題8

MIKE

請問哪些離散的點是什麼 16頁

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