传统材料在拉伸过程中，内部颗粒之间的距离通常会增大，电子和热量传输路径随之变长，因此导电、导热性能往往下降。但韩国成均馆大学（SKKU）研究团队开发的一种新型纳米复合材料却呈现出相反的特性：材料被拉伸后，电导率和热导率反而提高。研究团队进一步将其应用于折叠手机的热管理，有望为柔性电子设备的散热提供新的材料方案。

该研究由成均馆大学机械工程学院Seunghyun Baik教授和Joonmyung Choi教授领衔完成，相关成果发表于《Advanced Functional Materials》。

纳米尺度间隙，让拉伸后的热传输更高效

研究团队将粒径仅为3.4 nm的银纳米颗粒均匀分散在可拉伸硅橡胶中，并将颗粒之间的间距控制在约4.1 nm。当纳米颗粒之间的间距缩小至10 nm以下时，电子可以通过量子隧穿效应跨越颗粒之间的能垒，从而实现电子传输。这使得材料即使在发生形变时，仍能够维持较好的导电性能。

更值得关注的是，研究团队发现，在拉伸状态下，复合材料内部的热传输也出现了不同于传统材料的变化。颗粒间形成的纳米尺度传热通道，使热量能够以类似弹道输运（ballistic-like transport）的方式在填料之间传递，减少拉伸过程中额外的散射，从而使材料的热导率得到提升。

拉伸还能控制材料的导热性能

研究团队进一步调节银颗粒之间的间距以及硅橡胶的化学性质，使这种复合材料具备了热开关特性，即可以通过改变材料的拉伸状态来调控热量传输。计算模拟显示，在受到拉伸后，聚合物链会沿应变方向发生取向，使热量能够沿这一方向更加高效地传输。

这一特性对于折叠、拉伸等柔性电子设备具有潜在应用价值。智能手机、电子器件在运行过程中会持续产生热量，而对于可弯曲、可折叠设备而言，器件发生形变后，传统散热材料的性能可能受到影响。如果能够通过机械形变主动调节导热性能，就有可能进一步提升柔性电子设备的热管理能力。

从粉体材料角度来看，这项研究的关键也在于纳米银颗粒的尺寸、分散状态以及颗粒间纳米尺度间距。这些参数共同决定了复合材料中的电子与声子传输行为，也体现了纳米金属粉体在柔性导热材料中的一种新应用思路。

粉体圈Coco编译