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前沿院李秀强课题组连续在期刊Nano Letters上发表重要研究进展,助力高效热管理和能量利用

时间:2025-05-20来源:国际前沿科学研究院点击:1213


近日,南航国际前沿科学研究院郭万林院士团队李秀强教授在《Nano Letters》期刊上连续发表两篇重要研究成果。其中一篇研究聚焦于高热导率的二维共价有机框架(COF)薄膜,另一篇则探讨了一种具备高效加热与冷却管理能力的自清洁Janus纺织品。这两项研究成果为现代电子设备的热管理以及户外环境下的热舒适性提供了创新性的技术方案。

在第一项研究中,所开发的二维聚酰胺薄膜成功实现了高结晶度的垂直取向结构,显著提升了聚合物在厚度方向上的热导率。实验测得该薄膜的热导率为1.16 ± 0.05 W/(m·K),较传统块体聚酰胺(0.34 ± 0.03 W/(m·K))提高了三倍以上,并与分子动力学模拟预测值(1.11 ± 0.07 W/(m·K))高度吻合。通过声子色散计算结合透射电子显微镜(TEM)表征,进一步验证了其高结晶度和垂直取向结构能够有效减少声子散射,从而显著提升热传输效率。此外,该薄膜在电子芯片封装等热管理领域展现出优异性能,为解决电子设备散热问题提供了创新性解决方案。

论文链接:https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.5c01036


在第二篇研究中,所开发的Janus纺织品通过集成太阳能加热与辐射冷却功能,并结合卓越的自清洁性能,为户外热舒适性提供了一种创新性的解决方案。该材料的加热面实现了95.5%的太阳光吸收率和89.1%的中红外反射率,而冷却面则分别达到了96.4%的太阳光反射率和95.3%的中红外发射率。经过30次洗涤循环测试,其性能未表现出任何显著衰减。户外实验结果表明,在加热模式下,该纺织品可使温度较环境温度提升41.1℃;在冷却模式下,可降低温度4.5℃,相较于传统棉纺织品,其温控范围扩大了26.6℃。此外,该材料具备防水、防油、防污三重防护功能,为户外装备的设计提供了新的技术路径。

论文链接:https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.5c01738


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欢迎力学、材料、物理、化学等背景的优秀学子报考课题组研究生,每年招收博士研究生1-2名,硕士研究生2-4名。同时,课题组招聘青年教师/优秀博士后2-3名。

详细信息见小组主页:http://www.nuaa-xiuqiangli-group.cn


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