山东大学能源与动力工程学院第8期赋能讲坛

一、报告题目

纳米材料导热的低维效应及其应用

二、报告人

曹炳阳  教授博导、国家杰青  清华大学航天航空学院副院长

三、报告时间

2019年5月28日下午4:00

四、报告地点

山东大学兴隆山校区教学楼4309

五、报告人简介

曹炳阳 清华大学航天航空学院副院长，教授，博士生导师,国家杰出青年科学基金获得者。2001年于山东大学取得学士和硕士学位，2005年在清华大学获得博士学位并留校工作任讲师，2008年任副教授，2013年破格晋升任教授。入选清华大学221青年人才计划和教育部新世纪优秀人才支持计划。曾获教育部自然科学一等奖、清华大学青年教师教学优秀奖等荣誉。主要研究领域为微纳尺度传热和先进技术热管理，发表学术论文150余篇，其中SCI论文100余篇。

六、 报告摘要

热设计和热管理是微纳电子、能源、航空航天等领域的关键问题，由于散热热流密度急剧升高而亟需高热导率材料，碳纳米管、石墨烯、聚合物等低维纳米材料凭借超高的热导率成为研究和应用的关注热点。介绍分为三个部分：

（1）低维导热规律和机理：碳纳米管、石墨烯和高分子链等低维材料由于具有低维空间结构而具有极高的热导率，体现出独特的低维效应，热量传递为弹道输运，不同模式的声子温度不同，处于局域非平衡状态，弹道热阻是抑制低维效应的主导因素。

（2）高导热聚合物材料：纳米孔模板注塑技术可有效利用纳米孔约束和流变剪切提高聚合物熔体高分子链沿纳米孔轴向的定向性和结晶度，一方面通过形成低维定向分子链结构增强了导热的低维效应，另一方面通过减少分子链之间缠绕降低了分子链之间导热的弹道热阻，聚乙烯纳米线阵列薄膜的热导率可比体材料的热导率高2个量级。

（3）热智能材料：以定向度可控为目标设计了石墨烯-硅油软材料，在直流电场下石墨烯颗粒受极化而沿电场方向能呈现明显定向，定向性随电场强度的增加而增大，撤消电场后石墨烯颗粒会快速回归至随机角分布状态，实验测量其热导率可调控范围达到200%，响应时间仅为毫秒量级。

七、主办单位

山东大学能源与动力工程学院