Effet de réticulation de l'additif borax sur les propriétés thermiques du polymère

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 16029 (2022) Citer cet article

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Récemment, les matériaux à base de polymères ont été utilisés dans divers domaines d'applications, mais leur faible conductivité thermique limite leurs utilisations en raison de la résistance thermique interfaciale élevée. Par conséquent, dans cette étude, des charges de nanotubes de carbone à paroi mince unidimensionnels (1D-TWCNT) et de nanofeuilles de nitrure de bore bidimensionnelles (2D-BNNS) ont été utilisées pour améliorer les propriétés thermiques de l'alcool polyvinylique (PVA). Un facteur important à prendre en compte pour améliorer les propriétés thermiques du PVA est la stratégie de configuration interfaciale, qui fournit des voies suffisantes pour le transport des phonons et la perte contrôlée des propriétés thermiques intrinsèques du nanomatériau de remplissage. Dans cette étude, l'effet de l'additif de tétraborate de sodium (borax) sur les propriétés thermiques des nanocomposites 1D-TWCNT/PVA et 2D-BNNS/PVA a été exploré. Le borax est un additif de réticulation bien connu qui peut être utilisé avec le PVA. La densité de réticulation du nanocomposite PVA-borax a été contrôlée en modifiant sa concentration en ions borate. L'ajout de borax dans les nanocomposites améliore la conductivité des nanocomposites 1D-TWCNT/PVA jusqu'à 14,5 % (4 % en poids de borax) et du nanocomposite 2D-BNNS/PVA jusqu'à 30,6 % pour le BNNS (2 % en poids de borax). Ainsi, lorsque du borax a été ajouté, le nanocomposite 2D-BNNS/PVA a montré de meilleurs résultats que le nanocomposite 1D-TWCNT/PVA.

La gestion thermique est devenue de plus en plus importante en raison de la dissipation thermique excessive résultant des exigences de performances accrues et de l'intégration à haute densité des appareils électriques/électroniques1. Les espaces ou les vides sont présents entre le composant électronique et le dissipateur thermique en raison de la surface non uniforme, ce qui entraîne une résistance élevée de l'interface thermique (Kapitza)2. Par conséquent, le matériau d'interface thermique (TIM) utilisé entre la source de chaleur et le dissipateur thermique joue un rôle important dans la dissipation efficace de la chaleur3,4. Les matériaux à base de polymères sont couramment utilisés dans le TIM, notamment en raison de leur facilité de traitement, de leur flexibilité et de leur faible coût. Cependant, la conductivité thermique des matériaux à base de polymères est faible (par exemple, 0,19 W/m∙K). Par conséquent, l'incorporation de nanomatériaux de charge hautement thermiquement conducteurs tels que le graphène, les nanotubes de carbone (NTC), le nitrure de bore, etc. dans le polymère (matrice) à utiliser comme TIM est l'une des tendances de recherche actuelles pour améliorer la zone de contact entre le composant électronique et le dissipateur thermique1. Dans cette étude, des CNT unidimensionnels à paroi mince (1D-TWCNT) et du nitrure de bore (BN) ont été utilisés comme matériaux de remplissage.

Les NTC unidimensionnels présentent d'excellentes caractéristiques d'amélioration de la conductivité thermique en raison de leur conductivité thermique supérieure de 1 000 à 3 000 W/m∙K5,6 dans la nature. La conductivité thermique dépend fortement de la formation d'un réseau conducteur continu à l'intérieur du matériau. Cependant, une augmentation de la teneur en NTC provoque une diffusion interfaciale des phonons résultant des jonctions des NTC et des matériaux de base (par exemple, les polymères), ce qui peut limiter l'augmentation de la conductivité thermique. Par conséquent, il est nécessaire de contrôler la fraction de la charge pour maintenir suffisamment les propriétés mécaniques et autres du composite tout en maintenant une conductivité thermique élevée. Dans diverses littératures, des nanocomposites à base de NTC avec diverses matrices polymères telles que l'alcool polyvinylique (PVA), le polydiméthylsiloxane (PDMS), le polyimide (PI), le polystyrène (PS), le polycarbonate (PC) et l'époxy ont été proposés comme matériaux TIM7,8,9,10,11,12. De plus, bien que les NTC présentent de nombreux avantages pour la conduction thermique, leur utilisation dans des applications industrielles nécessitant une isolation électrique de matériaux thermiquement conducteurs est limitée, notamment en raison de leur nature métallique ou semi-conductrice.

Le BN bidimensionnel est considéré comme un candidat prometteur en tant que charge car ce sont d'excellents isolants électriques avec une inertie chimique et des interactions intercouches élevées, ainsi que d'excellentes propriétés thermiques et mécaniques similaires à celles des NTC13,14. Ainsi, il peut être utilisé comme charge pour améliorer la faible conductivité thermique des polymères dans TIM15,16,17,18,19. h-BN (hexagonal BN) a une conductivité thermique aussi élevée que 400 W/m∙K à température ambiante20, ce qui est supérieur à ceux de la plupart des matériaux métalliques et céramiques. Le h-BN a des caractéristiques d'anisotropie typiques dans les propriétés thermo-physiques (c'est-à-dire la conductivité thermique) : une conductivité thermique élevée dans le plan de 300 à 600 W/m∙K dans la direction parallèle au plan cristallin et une conductivité thermique à travers le plan relativement faible de 20 à 30 W/m∙K dans la direction perpendiculaire au plan cristallin. Une nanofeuille de BN (BNNS) a une structure bidimensionnelle (2D), similaire à la structure géométrique du graphène21. Ces structures 2D peuvent être empilées et maintenues ensemble grâce aux forces de van der Waals, ce qui donne plusieurs couches de nanofeuilles de nitrure de bore. Par conséquent, il est important d'organiser chaque couche pour former efficacement un réseau de transport thermique entre les sources de chaleur et les dissipateurs lors de l'utilisation de nanofeuilles de BN pour les applications TIM. L'amélioration des propriétés thermiques du PVA en utilisant des BNNS alignés verticalement/horizontalement avec des caractéristiques anisotropes a été étudiée dans des études antérieures15,16. Dans cette étude, un 2D-BNNS a été utilisé comme charge pour obtenir un nanocomposite à base de polymère. La réticulation du PVA à l'aide d'un agent de réticulation, tel que le borax, peut également être utilisée pour améliorer les propriétés thermiques du PVA. La réticulation du PVA à l'aide de borax est mentionnée dans la littérature22,23.

Dans cette étude, 1D-TWCNT et 2D-BNNS ont été utilisés comme charges dans une matrice polymère à base de PVA pour explorer le transport d'énergie thermique dans les nanocomposites en contrôlant les conditions expérimentales, telles que les caractéristiques morphologiques et les concentrations d'additifs, pour la réticulation renforcée des nanocomposites à matrice polymère. L'effet de la concentration de borax, l'additif de réticulation, sur les propriétés thermiques de 1D-TWCNT/PVA et 2D-BNNS/PVA a été étudié. Initialement, différents types de 1D-TWCNT (TWCNT-1, TWCNT-2 et TWCNT-3) avec une matrice PVA ont été utilisés pour évaluer les propriétés thermiques du PVA. De plus, les effets de la concentration de borax sur les nanocomposites 1D-TWCNT/PVA et 2D-BNNS/PVA ont été étudiés et les résultats ont été comparés.

Nanotubes de carbone à paroi mince (TWCNT) (JEIO), nitrure de bore (h-BN, 99,8 %, 5 µm) (US Research Nanomaterials, Inc., Houston, États-Unis), dodécylbenzène sulfonate de sodium (SDBS) (DAEJUNG), poly(alcool vinylique) (PVA, Sigma-Aldrich, États-Unis), alcool isopropylique (IPA 99,5 %, DAEJUNG, Corée) et tétraborate de sodium (B orax) (DUKSAN). Tous les produits chimiques ont été utilisés sans autre purification. Toutes les expériences ont été réalisées avec de l'eau déminéralisée (DI).

Trois types de TWCNT ont été utilisés comme charges pour la synthèse de nanocomposites TWCNT/PVA : TWCNT-1, TWCNT-2 et TWCNT-3 (tableau 1). En particulier, le PVA a été utilisé comme matrice polymère pour les charges TWCNT. Initialement, 0,2 g de PVA a été dissous dans 50 ml de DI sous agitation continue pour former une solution de PVA. De plus, (0, 10 g) 0, 20% en poids de TWCNT ont été dispersés dans une solution de PVA avec du SDBS qui a été utilisé comme dispersant (0, 2 g). Le rapport TWNT:SDBS:PVA était de 1:2:2. Un mélange réactionnel homogène a été préparé à l'aide d'un sonicateur à sonde ultrasonique à 50 W pendant 20 min. Ensuite, ce mélange réactionnel a été versé dans un moule carré en plastique de 25 cm2 et séché à l'air à température ambiante pendant 48 h. Pour éliminer l'eau résiduelle, le TWCNT/PVA final a été séché dans une étuve à 40 °C pendant 6 h supplémentaires, comme illustré à la Fig. 1. De même, des nanocomposites borax : TWCNT/PVA avec différents pourcentages en poids de borax, tels que 2 % en poids, 4 % en poids et 6 % en poids, ont été préparés. Dans un mélange de solution homogène de TWCNT, SDBS et PVA, 2 % en poids, 4 % en poids et 6 % en poids de borax ont été ajoutés, respectivement, puis bien mélangés à l'aide de la sonication. L'échantillon a été préparé d'une manière similaire à TWCNT:SDBS:PVA. Le tableau 2 présente les paramètres expérimentaux pour la synthèse du nanocomposite borax : TWCNT/PVA.

Procédure expérimentale globale pour la synthèse de films nanocomposites TWCNT/PVA.

En utilisant une méthode similaire, BNNS/PVA et borax : des échantillons de BNNS/PVA ont été préparés pour étudier l'effet de la morphologie de la charge sur la conductivité thermique. Pour la synthèse du nanocomposite BNNS/PVA, 20 % en poids (0,15 g) de BNNS ont été dissous dans la solution de matrice PVA (0,6 g). Ensuite, le mélange de solution stable a été obtenu par homogénéisation pendant 20 minutes à l'aide d'un sonicateur à sonde (500 W, 20 kHz). Pour préparer le borax : nanocomposite BNNS/PVA, 2 % en poids, 4 % en poids et 6 % en poids de borax ont été ajoutés, respectivement, dans la solution homogène de 20 % en poids de BNNS et de PVA. Les paramètres expérimentaux sont répertoriés dans le tableau 3.

L'épaisseur de l'échantillon a été mesurée à l'aide d'une jauge d'épaisseur (Minutolo, 547-401). Les morphologies de surface des échantillons préparés ont été étudiées par microscopie électronique à balayage à émission de champ (FESEM, Hitachi S-4800).

La conductivité thermique de l'échantillon préparé a été mesurée à l'aide d'une configuration standard ASTM D5470 maison, comme illustré à la Fig. 2a. Des matières grasses ou pâteuses ont été chargées sur les deux côtés de l'échantillon de film, puis chargées sur la pile de test inférieure. Ensuite, la vis mère a compacté l'échantillon de film. Les unités de chauffage et de refroidissement ont été allumées, puis stabilisées au réglage spécifié de sorte que la température moyenne de l'échantillon d'essai soit de 50 ° C (moyenne de TC1 et TH5), comme illustré à la Fig. 2b. Les changements de température ont été enregistrés et stockés à l'aide de capteurs de température et d'un logiciel de simulation. A puissance constante, la température moyenne de l'échantillon a été maintenue stable à 50 ± 2 °C pendant 30 min, puis la conductivité thermique a été calculée. L'impédance thermique a été mesurée trois fois pour chaque échantillon afin de minimiser l'erreur.

(a) Système de test de conductivité thermique et (b) caractéristiques générales de l'appareil utilisé dans cette méthode.

Le flux de chaleur à travers l'échantillon de film d'essai a été calculé comme le flux de chaleur moyen à travers les deux barres du compteur. Les caractéristiques générales des barres de compteur sont illustrées à la Fig. 2b. Le flux de chaleur est calculé comme suit :

où QC est le flux de chaleur dans la barre de mesure froide, QH est le flux de chaleur dans la barre de mesure chaude, Q est le flux de chaleur moyen à travers l'échantillon de film, λ est la conductivité thermique de la barre de mesure et du matériau, A est la surface du calorimètre de référence, d est la distance entre les capteurs de température (C1 et C2, H4 et H5), TH4 est la température du capteur H4, TH5 est la température du capteur H5, TC1 est la température du capteur C1 et TC2 est la température de capteur C2.

Les températures des surfaces chaudes et froides des barres de mesure en contact avec les échantillons de film ont été mesurées à l'aide des équations. (4) et (5), respectivement :

où TC est la température de la surface de l'échantillon de film en contact avec la barre de mesure froide, TH est la température de la surface de l'échantillon de film en contact avec la barre de mesure chaude, dC est la distance entre TC1 et la surface de l'échantillon de film en contact avec la barre de mesure froide, dH est la distance entre TH5 et la surface de l'échantillon de film en contact avec la barre de mesure chaude et L est l'épaisseur de l'échantillon de film. La conductivité thermique a été calculée à l'aide de l'équation. (6).

La conductivité thermique a été exprimée en unités de W/m∙K.

Les nanocomposites à matrice polymère chargés de TWCNT ont démontré une amélioration anormale de la conductivité thermique au-delà des valeurs attendues basées sur la concentration de NTC24. Cela est dû à la structure unique des NTC avec un rapport d'aspect élevé et à la conductivité principalement attribuée aux phonons à basse fréquence, en fonction de leurs vitesses de phonon élevées et des grands libres parcours moyens. Lorsque ces NTC sont assemblés, leur résistance thermique interfaciale nuit au transport de l'énergie thermique. Selon la littérature, lorsque les CNT sont assemblés sous la forme d'un faisceau, la conductivité de l'assemblage n'est que d'un tiers de la conductivité d'un CNT individuel, comme le montre la figure 3a. Lorsque les CNT sont assemblés perpendiculairement, la conductivité de l'ensemble est inférieure à celle d'un CNT individuel de deux ordres de grandeur. La résistance thermique interfaciale entre deux NTC dépend du type de contact entre eux, c'est-à-dire s'ils sont parallèles ou perpendiculaires l'un à l'autre. De plus, lorsque le CNT forme un composite avec du PVA, la conductivité thermique du composite diminue d'environ 30 à 50 %, indiquant que le transfert de chaleur entre les faisceaux de CNT est inhibé par le polymère25. Les images morphologiques du nanocomposite TWCNT / PVA sont illustrées à la Fig. 3b, c Pour améliorer les propriétés thermiques du PVA, il a été réticulé à l'aide de borax et les images FE-SEM de borax: TWCNT / PVA sont illustrées à la Fig. 3d. Les images agrandies de borax: TWCNT / PVA (Fig. 3e, f) montrent une meilleure réticulation de la matrice PVA après l'ajout de borax. L'étude morphologique montre l'évolution de la taille des particules de latex de PVA après ajout d'ions borate, effet similaire observé précédemment pour la matrice poly (acétate de vinyle)23. En ajoutant du borax à une solution aqueuse de PVA, la gélification du PVA peut être initiée, ce qui peut être attribué à la formation d'un réseau entre les ions borate et (–OH) dans les brins polymères adjacents. La réaction de réticulation a lieu exprimée comme suit22 :

Images FE-SEM pour (a) TWCNT, (b,c) TWCNT/PVA et (d–f) borax : TWCNT/PVA.

La densité de réticulation du composite borax-PVA peut être ajustée en modifiant sa concentration en ions borate. Dans cette étude, les propriétés thermiques de trois TWCNT/PVA différents (TWCNT-1, TWCNT-2 et TWCNT-3) ont été étudiées. Pour réduire le coût de production et l'agglomération causée par des concentrations élevées de charge, ce qui affecte la flexibilité et la capacité de traitement des films nanocomposites, la concentration de charge TWCNT a été fixée à 20 % en poids sur la base des résultats d'une enquête précédente7. Comme le montre la figure 4, le composite TWCNT/PVA (TWCNT-3) présentait la conductivité thermique la plus élevée (0,569 W/m∙K). La densité de réticulation du composite a été modifiée en modifiant la concentration de borax à 2, 4 et 6 % en poids. Il est connu que l'effet de réticulation peut provoquer deux impacts distincts sur les structures moléculaires du PVA : (i) l'immobilisation des segments de chaîne du PVA aux points chélates entre les groupes OH et les ions borate et (ii) un effet copolymère entraînant une dépression de la cristallinité22. La conductivité thermique a été calculée pour les différents nanocomposites de TWCNT/PVA à différentes concentrations de borax, comme le montre la figure 4.

Comparaison des conductivités thermiques de TWCNT/PVA pour (TWCNT-1, TWCNT-2 et TWCNT-3) à diverses concentrations de borax (0, 2, 4 et 6% en poids).

Des films nanocomposites TWCNT / PVA ajoutés par du borax à 4 et 2% en poids ont été présentés à la Fig. 4, respectivement. En conséquence, la conductivité thermique a été améliorée de 14,5 % (0,652 W/m∙K), par rapport au nanocomposite TWCNT/PVA nu. En particulier, l'amélioration a été démontrée pour tous les types de géométrie TWCNT. Ainsi, l'ajout de borax à la matrice PVA a amélioré sa conductivité thermique, et la conductivité thermique maximale du borax : nanocomposite TWCNT/PVA obtenu en utilisant une concentration de borax de 4 % en poids avec l'échantillon TWCNT-3 était de 0,652 W/m∙K. Propriétés thermiques du borax : le nanocomposite TWCNT/PVA a été comparé à la matrice PVA avec une charge 2D BNNS à différentes concentrations de borax. La figure 5a montre les caractéristiques morphologiques du BN. Les images FE-SEM pour le BNNS / PVA nu ont été présentées sur les Fig. 5b, c. Pour améliorer la réticulation de la matrice PVA, un additif de borax avec différentes concentrations telles que 2, 4 et 6 % en poids a été ajouté. La réticulation améliorée est facilement observée sur la figure 5d, e. La conductivité thermique du borax : nanocomposite BNNS/PVA a été calculée et comparée au borax : nanocomposite TWCNT/PVA (TWCNT-3).

Images FE-SEM de (a) BN, (b,c) BNNS/PVA, (d,e) borax : BNNS/PVA.

D'après les résultats de mesure présentés à la Fig. 6, il a été confirmé que la conductivité thermique pour le BNNS/PVA pur était de 1,4169 W/m∙K (± 0,036). La conductivité thermique améliorée pour le nanocomposite borax : BNNS/PVA, la conductivité thermique maximale obtenue à 2 % en poids est de 1,909 W/m∙K (± 0,007). En particulier, les excellentes performances du BNNS à la même concentration (20% en poids) peuvent être analysées en comparant les microstructures de deux films nanocomposites. Premièrement, les TWCNT cylindriques avec un rapport d'aspect élevé s'emmêlaient facilement lorsqu'ils étaient dispersés dans une solution de mélange PVA/DI (eau déionisée), par rapport au BNNS en forme de flocon. Il a été constaté que l'augmentation des points de jonction entre les TWCNT entraînait une diffusion des phonons à leurs interfaces, même si la conductivité thermique d'une seule nanoparticule de TWCNT était bien supérieure à celle d'une seule nanoparticule de BNNS. De plus, étant donné que les TWCNT sont hydrophobes dans l'eau, un dispersant (par exemple, SDBS : Sodium Dodecyl Benzene Sulfonate) a été utilisé pour améliorer la stabilité colloïdale. La présence de dispersants à l'intérieur des films composites a affecté négativement la conductivité thermique. Contrairement aux TWCNT, le BN nanostructuré a des caractéristiques hydrophiles et une bonne affinité pour le DI. De plus, le BNNS est une forme cristalline 2D avec des liaisons fortes et des forces de van der Waals faibles entre les couches26. Ainsi, le BNNS en forme de flocon peut former une structure empilée avec moins de vides (Fig. 5d) que la structure enchevêtrée entre les TWCNT cylindriques (Fig. 3d). Les vides d'air peuvent provoquer davantage de déconnexions entre les voies thermiquement conductrices car les vides agissent comme des barrières au transport des phonons. Les nanocomposites à base de PVA utilisant TWCNT et BNNS comme charges, comme résumé dans le tableau 4, ont été améliorés d'environ 285 % (0,569 W/m∙K) et d'environ 730 % (1,462 W/m∙K), respectivement, par rapport au PVA pur (0,2 W/m∙K).

Comparaison des conductivités thermiques des films nanocomposites TWCNT/PVA et BNNS/PVA obtenus en utilisant différentes concentrations de borax (2 à 6 % en poids).

Il est connu que le borax contribue à la création d'un réseau de liaisons réticulées entre les chaînes moléculaires du PVA et à l'amélioration de la viscoélasticité du PVA27,28. De plus, comme les hydrogels formés par la complexation PVA-borax ont une solubilité inhérente élevée dans l'eau, il semble que la dispersibilité des nanoparticules de charge dans le mélange de solution ait été maintenue malgré l'augmentation de ses caractéristiques viscoélastiques22. Il a été confirmé que lorsque 4 % en poids et 2 % en poids ont été ajoutés aux films nanocomposites TWCNT/PVA (TWCNT-3) et PVA/BNNS, respectivement, la conductivité thermique a été améliorée de 14,5 % (0,652 W/m∙K) et 30,6 % (1,909 W/m∙K), respectivement, par rapport à avant l'ajout de borax.

La figure 7 montre le schéma du mécanisme d'amélioration de la conductivité thermique après l'ajout de borax. En effet, le borax renforce la réticulation entre les charges et favorise la formation du réseau de conduction thermique. L'ajout de borax peut réduire de manière rentable le caractère aléatoire directionnel des charges dans les nanocomposites. Cependant, il a une limite en ce qu'il ne peut pas produire une valeur optimisée pour la conductivité thermique des nanocomposites29,30. Même si l'alignement améliore considérablement leur conductivité thermique (par exemple, ~ 1,27 W/m∙K11), il est coûteux et inadapté à une production à grande échelle. L'approche proposée dans cette étude présente des avantages commerciaux en raison du protocole de synthèse simple et peu coûteux.

Mécanisme d'amélioration par réticulation renforcée et formation d'un réseau de transport thermique par ajout de borax.

Étant donné que la méthode proposée ne peut pas être utilisée pour modifier directement la microstructure du composite, les performances du composite dépendent considérablement de la concentration des additifs (c'est-à-dire du borax). En conséquence, l'amélioration de la conductivité thermique était limitée pour les films nanocomposites lorsque la concentration d'additifs était supérieure à la valeur optimale (c'est-à-dire 4 % en poids pour TWCNT et 2 % en poids pour BNNS), comme le montrent les Fig. 4 et 6. En effet, un excès de borax provoque une augmentation de la viscosité de la solution de mélange PVA/borax, ce qui se traduit par un effet négatif sur la dispersion homogène des nanoparticules de charge. Par conséquent, on peut conclure qu'il existe une concentration appropriée d'additif de borax en fonction de la forme des nanoparticules de charge.

Dans cette étude, une enquête expérimentale sur les performances thermiques des films nanocomposites à matrice PVA a été menée avec succès en utilisant deux charges différentes, 1D-TWCNT et 2D-BNNS, pour déterminer les applications TIM des films nanocomposites. Une étude sur la conductivité thermique de trois types différents de nanocomposites TWCNT/PVA (TWCNT-1, TWCNT-2 et TWCNT-3) a été menée. L'effet du borax, ajouté comme agent de réticulation à différentes concentrations (2, 4 et 6 % en poids), sur la conductivité thermique du nanocomposite TWCNT/PVA a été étudié. Les résultats ont montré que la conductivité thermique du nanocomposite (TWCNT-3) s'améliorait à une concentration de borax de 4% en poids. De même, les propriétés thermiques des nanocomposites BNNS/PVA ont été étudiées en utilisant des concentrations de borax de 2, 4 et 6 % en poids. La conductivité thermique maximale des nanocomposites a été obtenue à une concentration de borax de 2% en poids. Le degré de réticulation dans la matrice PVA est corrélé à la concentration de borax. La taille des particules de latex PVA et l'effet plastifiant sont des facteurs cruciaux qui contribuent à la conductivité thermique élevée des nanocomposites TWCNT/PVA et BNNS/PVA à des concentrations de borax de 4 et 2 % en poids, respectivement. Le borate fonctionne comme un bon réticulant dans la matrice polymère, et ainsi l'impact de son addition à la matrice polymère peut être négligé. La conductivité thermique des films nanocomposites utilisant des charges BNNS en forme de flocons s'est avérée supérieure (c'est-à-dire 7,31 fois la conductivité thermique du PVA) à celle des nanocomposites utilisant les charges TWCNT cylindriques aux mêmes concentrations (20 % en poids). Une augmentation supplémentaire de la concentration de borax a réduit la conductivité thermique des nanocomposites. Les résultats de l'étude montrent que la matrice Borax-PVA avec une charge BNNS 2D serait un candidat potentiel pour les applications TIM.

Les ensembles de données utilisés et/ou analysés au cours de la présente étude sont disponibles auprès de l'auteur correspondant sur demande raisonnable.

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Ce travail a été soutenu par la subvention de la National Research Foundation of Korea (NRF) financée par le gouvernement coréen (MSIT) (n° NRF-2019R1G1A1006328). De plus, ce travail a été soutenu par la subvention de la National Research Foundation of Korea (NRF) financée par le gouvernement coréen (MSIT) (n° 2019R1A5A8080290). En outre, cette recherche a été soutenue par le programme de recherche scientifique fondamentale par l'intermédiaire de la National Research Foundation of Korea (NRF) financé par le ministère de l'Éducation (numéro de subvention : 2022R1A6A1A03056784).

Ces auteurs ont contribué à parts égales : Geyang Chen, AA Yadav et In-Woo Jung.

Département de génie mécanique, Université Yeungnam, Gyeongsan, Gyeongbuk, 38541, République de Corée

Geyang Chen

Département d'ingénierie automobile, Université de Yeungnam, Gyeongsan, Gyeongbuk, 38541, République de Corée

AA Yadav, In-Woo Jung, Junho Lee et Seok-Won Kang

École d'ingénierie aérospatiale et mécanique, Université aérospatiale de Corée, Goyang, Gyeonggi-do, 10540, République de Corée

Kyungwho Choi

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GC, AY, IJ et JL ont mené les expériences et partiellement préparé le manuscrit. KC et S.-WK ont planifié les expériences, analysé les résultats et revu le manuscrit. AY, KC et S.-WK ont préparé le manuscrit révisé. Tous les auteurs ont examiné le manuscrit.

Correspondance avec Kyungwho Choi ou Seok-Won Kang.

Les auteurs ne déclarent aucun intérêt concurrent.

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Réimpressions et autorisations

Chen, G., Yadav, AA, Jung, IW. et coll. Effet de réticulation de l'additif borax sur les propriétés thermiques des nanocomposites 1D et 2D à base de polymères utilisés comme matériaux d'interface thermique. Sci Rep 12, 16029 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-19755-8

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Reçu : 11 mai 2022

Accepté : 05 septembre 2022

Publié: 26 septembre 2022

DOI : https://doi.org/10.1038/s41598-022-19755-8

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