随着电子器件功率密度的不断提高，为了在减小整体尺寸的同时提升性能，电子设备的发热量也随之增加。受限于有限的散热能力，过高的温度不仅影响器件的性能，还缩短其使用寿命。因此，热管理系统在电子设备中的重要性愈加突出，旨在优化热传导过程。热界面材料（TIMs）作为热管理系统的核心组件，常用于填补金属散热器与热源之间的空隙，从而减少接触热阻，提升界面热传递效率。然而，即使采用高填充物含量的TIMs，导热系数仍难以满足高频、高功率应用的要求。因此，亟需探索一种更简单且高效的方式，以制造具有更优导热性能的TIMs。
近日，中国科学院宁波材料技术与工程研究所江南研究员领导的功能碳素材料团队在开发低成本磁场取向制备金属级导热系数的碳纤维导热垫片方面取得了最新进展。团队通过低成本的磁场进行取向，配合选定的溶液稀释，使得碳纤维能够克服周围粘性介质施加的流体动力转矩阻力，以及高填料含量带来的位阻效应，制备的碳纤维/聚二甲基硅氧烷（VCF/PDMS）垫片的导热系数高达141.57 W/(m·K)。此外，理论和实验结果都表明，碳纤维具有极好的定向排列，完全垂直的碳纤维达到93%以上。在热管理应用方面，碳纤维垫片具有良好的间隙填充能力和优异的界面传热性能，可实现高功率电子器件的高效冷却。研究成果以“Magnetic Field-oriented One-step Fabrication of Metal-grade Thermally Conductive Carbon Fiber Flexible Thermal Pad”为题发表在《Advanced Functional Materials》期刊。