【导语】AI 芯片越做越热,散热材料成了制约性能的隐形瓶颈。既要导得走热量,又要能加工成各种形状,这两件事在传统材料里往往不可兼得。中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所的团队,把碳纳米管 “揉” 进塑料里,造出一种兼具超高导热、高强度、又可用 3D 打印成型的新型复合材料 —— 碳纳米管超级塑料,为高功率电子元件的热管理打开了一条新路。
散热材料的矛盾很典型:金属导热好,但重、硬、难做成薄片和异形;聚合物轻、软、易加工,可导热率低得可怜。芯片内部空间寸土寸金,散热片、导热垫必须贴合复杂的三维结构,传统材料很难兼顾 “高导热” 和 “好加工” 两个要求。
苏州纳米所的团队抓住碳纳米管这条线索。碳纳米管沿轴向导热能力极强,问题在于如何把它 “规整” 地排进材料里,让热量能沿着碳管方向顺畅传导,而不是被杂乱纠缠的结构阻断。研究团队开发出一套原位碳纳米管 — 聚合物融合与热加工工艺,让碳纳米管在塑料基体中形成定向排列的导热网络,同时保持材料整体可加工。
成果是名副其实的 “超级塑料”:兼具定向高热导、高强度与高导电,还能像普通塑料一样通过 3D 打印、热压成型制备成各种结构。换句话说,工程师可以像打印一个零件那样,直接 “打” 出一块贴合芯片轮廓的高效散热片,省去繁琐的机械加工,也让热管理设计从 “迁就材料” 变成 “按需定制”。
这项材料的应用前景相当直接。AI 服务器、功率器件、光模块等高热流密度设备,都能用上更薄、更贴合、导热更高效的散热组件;可 3D 打印的特性,又让它在航空航天、新能源汽车等需要复杂异形散热的场景里格外有吸引力。
从产业视角看,这类 “把碳纳米管的极限性能,做进可量产的材料里” 的路径,正是碳材料从实验室性能走向工程应用的典型范式。接下来要打磨的,是导热率的进一步提升、规模化生产的良率与成本。但一个清晰的信号已经出现:碳纳米管不仅存在于论文里,也能被 “打印” 进真实的产品中,替芯片扛下越来越高的热度。
引用链接汇总:
中国科学院上海分院科技进展:http://www.shb.cas.cn/kydt2024/kjjz2024/202604/t20260420_8187652.html
石墨烯网科研进展:http://www.graphene.tv/category/research/
信息来源:ICMUGlobal碳联
2026中国国际石墨烯创新大会
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“2026年中国国际石墨烯创新大会”将由石墨烯产业技术创新战略联盟(CGIA)和正泰集团联合主办,将于2026年11月13-15日在温州市(乐清)举办。大会聚焦石墨烯应用市场,着力促进石墨烯创新成果与产业端的深度对接合作,推动石墨烯产业迈向高质量发展新阶段。2026中国国际石墨烯材料应用博览会将同期举办。
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