石墨烯泡沫复合材料热力学突破：机器学习助力智能热管理材料产业化

在智能热管理材料的研发领域，石墨烯泡沫复合材料正逐步成为关注的焦点。近期，核科学与能源动力学院的研究团队通过结合机器学习与分子动力学模拟，成功揭示了石墨烯泡沫/聚二甲基硅氧烷（GF/PDMS）复合材料在形变过程中的热传导调节机制。这项研究成果在国际顶级期刊《npj Computational Materials》上发表，并受到业界广泛关注。

创新方法提升材料研究效率

研究团队通过引入“物理约束随机接触模型”和基于神经演化势能（MLP-NEP）的机器学习框架，成功解决了传统分子动力学模拟在复合材料研究中的精度和效率问题。相比传统的AIMD方法，该新方法的计算效率提高了3000万倍，使得团队能够在极端条件下（例如40%拉伸至50%压缩）模拟GF/PDMS复合材料的热管理行为，为复杂材料体系的跨尺度模拟提供了新的技术路线。

关键成果：热阻调节与力学性能双重提升

研究发现，当PDMS掺入量为5%时，GF/PDMS复合材料展现出了显著的热阻调控效果，热阻调制幅度达到了7.13倍，同时提升了材料的抗拉强度等力学性能。这一成果的核心在于PDMS对热传导的抑制作用，它通过增强低频声子散射和界面热阻，降低了热传导；而石墨烯的层叠与分离效果则是实现热导率动态调节的关键。

推动智能热管理材料的产业化

这项研究不仅为智能热管理材料的开发提供了理论支持，还为相关技术的应用提供了实践依据。特别是研究团队提出的“基于可压缩石墨烯泡沫复合材料的大范围连续可调热开关”设计，为自供电传感网络系统等领域的应用奠定了基础，展现出广阔的市场前景。

石墨烯材料在热管理中的应用

石墨烯作为一种极具前景的热管理材料，其优异的热导性能在多个领域中逐渐获得认可。为了满足日益增长的散热需求，像傲川科技的石墨烯导热垫这样的高效散热材料也开始在电子设备、汽车等多个领域发挥重要作用。随着科技的不断进步，石墨烯导热垫的应用将进一步推动热管理技术的革新。

科研与人才培养并行

除了科研成果，该研究还突出了本科生科研培养的创新模式。核科学与能源动力学院通过本科生导师制、班主任制以及“HEO朋辈”互促机制，为学生提供了充分参与科研的机会，激发了学生的创新思维和实践能力。这一模式不仅推动了学生的学术成长，也为我国创新型人才的培养积累了宝贵经验。

傲川科技的前景展望

智能热管理材料的应用前景广泛，尤其在电子设备散热、新能源以及汽车等领域具有重要意义。作为导热材料领域的领先企业，傲川科技将继续关注这一技术的发展趋势，并推动更多创新材料的应用，致力于为行业提供更加高效和可靠的热管理解决方案。随着科技的进步，智能热管理材料将在更多领域得到广泛应用，成为推动行业发展的重要力量。

通过这些前沿研究成果，石墨烯泡沫复合材料的应用潜力得到了进一步验证，为我们在热管理领域的探索提供了强有力的理论支持与技术依据。傲川科技将继续与行业伙伴携手，共同迎接更加智能、高效的未来。

本文更新于：2025-07-18 16:15:55