Pyrene-Functionalized Alkali Lignin to Disperse Hydroxylated Boron Nitride Nanosheets in Cellulose Nanofibers for Thermal Management

氮化硼 材料科学 纳米复合材料 纳米纤维 纤维素 化学工程 分散剂 木质素 纳米技术 色散(光学) 有机化学 化学 光学 物理 工程类
作者
Zhaosong Hu,Yingchun Liu,Jinxin Lin,Haohan Wu,Bowen Liu,Weiqi Guo,Xuliang Lin,Liheng Chen,Xueqing Qiu,Yanlin Qin
出处
期刊:ACS applied nano materials [American Chemical Society]
卷期号:6 (1): 200-211 被引量:7
标识
DOI:10.1021/acsanm.2c04238
摘要

High-thermal-conductivity (λ) nanocomposites have been thought to resolve thermal management issues in electronic development. However, use of these is still challenging due to the easy aggregation of micro/nanofillers in a matrix. Here, a high-efficiency, low-cost, environmental strategy was developed wherein pyrene-functionalized alkali lignin (AL-PPBA) dispersants were employed to disperse hydroxylated boron nitride nanosheets (BNNS) by π–π conjugation in a cellulose nanofiber (CNF) solution, following which a nanocomposite film was prepared via the vacuum-assisted self-assembly method. Experimental and simulation results show that an efficient interfacial interaction between AL-PPBA and BNNS was achieved successfully and a stable aqueous dispersion solution was obtained. The as-prepared nanocomposites thus show λ as high as 18.27 W m–1 K–1 with the loading of 10.4 vol % of BNNS and superior anisotropy. A potential thermal management capability was demonstrated when using nanocomposites as heat sink components for light-emitting diode (LED) chips. This study provides a route to promote the dispersity of micro/nanofillers via a noncovalent cross-linking strategy and address heat management issues.
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