开发了高性能3D打印石墨烯复合材料，用于有效控制冰

中国科学院合肥物理科学研究所王振阳教授领导的一个研究小组开发了一种新型的3D打印石墨烯/聚合物双层复合材料，具有高各向异性导热性

这一突破为先进的冰控制应用提供了改进的光热和电热性能。这项研究发表在《碳与化学工程杂志》上

石墨烯以其出色的导热性和导电性而闻名，特别是其强烈的各向异性——高平面内电导率和低得多的平面内电导率

为了利用这一特性，研究人员采用双喷嘴熔融沉积建模（FDM）3D打印技术在热塑性聚氨酯（TPU）基质中定向排列石墨烯。由此产生的由石墨烯增强TPU（G-TPU）和纯TPU（N-TPU）组成的双层复合材料实现了4.54 W/（m·K）的平面内热导率，各向异性比约为8。

通过激光诱导表面工程实现了进一步的性能增强。激光处理保持了石墨烯的排列，暴露了导电网络，并形成了碳化TPU层，改善了热和电各向异性

各向异性导热系数比增加到9.1，各向异性电阻比提高了一个数量级以上。此外，激光处理的表面表现出改善的疏水性和光吸收，提高了光热转换效率

该团队表示，这项工作为制造防/除冰系统的高性能材料提供了一种可扩展的策略 More information: Zihao Kang et al, Anisotropic thermal conductivity of 3D printed graphene enhanced thermoplastic polyurethanes structure toward photothermal conversion, Carbon (2025). DOI: 10.1016/j.carbon.2025.120023

Zihao Kang et al, Laser induced 3D printed graphene enhanced thermoplastic polyurethane structure for improved anisotropy and Photo-/Electro-thermal deicing performance, Chemical Engineering Journal (2025). DOI: 10.1016/j.cej.2025.162399

Journal information: Chemical Engineering Journal , Carbon