接觸面是兩個不同物體接觸的邊界，它對穿過物體的熱流產生阻力。根據傅立葉定律：Q=ΔT/Rtc=G ΔT， 即在給定的溫度梯度（ΔT）下，透過接觸介面的熱通量（q）與接觸熱阻（TCR）直接相關。而在各種熱傳輸裝置中，使接觸的兩個物體邊界處的接觸熱阻（TCR）最小化是至關重要的。傳統的熱接觸方法有幾個侷限性，如TCR高，介面粘附性低，對外部壓力的要求高，以及光學透明度低。

來自蔚山國立科學技術研究所的學者

提出了一種自對接柔性熱器件(STD)，它可以在不需要外壓或表面修飾的情況下與平面和非平面基板形成堅固的範德華機械接觸和低阻熱接觸。

該裝置基於一種獨特的結構，它結合了生物靈感粘合劑結構和由滲銀奈米線（AgNW）網路形成的熱傳輸層。該器件對靶材具有很強的附著性（最大538。9 kPa），同時在不使用外壓、熱介面材料或表面化學物質的情況下，以較低的TCR（0。012m2K kW−1）情況下促進了接觸介面的熱傳輸。相關文章以“Enhanced Thermal Transport across Self-Interfacing van der WaalsContacts in Flexible Thermal Devices”標題發表在Advanced Functional Materials。

論文連結：

https：//doi。org/10。1002/adfm。202107023

圖1。自對接柔性熱敏器件的設計。A）自對接柔性熱裝置結構的概念性圖示。B）非結構化（上部）和自對接柔性熱器件（底部）的熱接觸機制。

圖2。STD的製作。A）STD的製造程式。B）將柔韌的STD緊密附著在智慧手機的彎曲邊緣的照片。C）STD的掃描電鏡影象顯示（i）網格和微柱結構，（ii）沿著網格表面選擇性地覆蓋的AgNW，以及（iii）放大的AgNW。

圖3。評估STD的接觸熱阻。A）顯示STD的TCR測量實驗裝置的示意圖。B）施加5V偏置電壓（輸入功率為0。25W）後30分鐘，用距銅條頂部5mm間隔安裝的熱電偶測量y1-y5的溫度。C）施加5V電壓（輸入功率為0。25W）5min，在不同位置（y1-y5）用五個熱電偶測量穩態溫度。

圖4。STD的TCR與現有乾式觸點和基於TIM的觸點的TCR的比較。

圖5。STD作為柔性透明加熱器的應用。A）概念圖，顯示在彎曲半徑為10 mm的彎曲基板上應用的STD和NTD。在直流電壓為5V（輸入功率為0。25W）的情況下，用紅外熱像儀檢測了加熱器和基板的橫截面溫度梯度。B）施加電壓5min後彎曲基板上的（i）STD和（ii）NTD的紅外熱像。C）熱器件（STD和NTD）和彎曲基板的表面溫度作為電壓施加時間的函式。D）在施加5V電壓5min後，在不同的水平位置，熱器件（STD和NTD）表面與襯底之間的溫度差。

綜上所述，本文提出了一種自介面柔性熱器件，透過滲流AgNW熱網路和仿生粘合劑結構的整合設計，透過最大化介面處的VDW耦合，可以最大限度地減少接觸介面處的熱損失。

在不施加外壓或表面化學處理的情況下，STD的最大粘接強度為538。9 kPa，較低的TCR為0。012m2K kW−1。因此，它可以高效、均勻地將熱量傳遞到平面或曲面襯底上。透過將其他導電奈米材料（例如，石墨烯）或表面化學物質（例如，自組裝單分子膜）加入到自介面器件中，可以潛在地進一步降低自介面器件的TCR。本文期待STD憑藉其低TCR、強自附著性、機械靈活性和光學透明性，能夠促進具有動態和高度不均勻表面的先進熱傳輸裝置的開發，包括智慧窗、柔性加熱器、可穿戴式熱療、熱觸覺和能源裝置。（文：水生）

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