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聚合物的热导率:复杂性至关重要的简单问题

软凝聚态物质 2024-10-23 v1 材料科学

摘要

热导率系数 κ\kappa 衡量材料传导热流的能力。特别是,κ\kappa 是一项重要属性,通常决定了材料在各种环境条件下的实用性。例如,虽然热电应用期望较低的 κ\kappa,但当材料在高温条件下使用时则需要较大的 κ\kappa。这些材料涵盖从常见晶体到普通无定形聚合物。后者因在设计轻质高性能功能材料中的应用而尤为重要。然而在此背景下,无定形聚合物的主要局限性之一是其 κ\kappa 较低,最大值约为 0.4 W/Km,比标准晶体小 2--3 个数量级。此外,当能量主要通过键合连接传递时,κ100\kappa \ge 100 W/Km。最近,人们投入了大量精力通过大分子工程来实现 κ\kappa 的可调性。在这项工作中,概述了关于聚合物和聚合物固体中 κ\kappa 行为的最新研究结果。特别地,在互补实验的背景下讨论了计算和理论结果。并展望了未来的研究方向。

关键词

引用

@article{arxiv.2409.03173,
  title  = {Thermal conductivity of polymers: A simple matter where complexity matters},
  author = {Debashish Mukherji},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2409.03173},
  year   = {2024}
}