Новый эпоксидный композит с управляемой молекулярной архитектурой повышает надежность энергоустройств.

В 2025 году научное сообщество зафиксировало значительный прорыв в материаловедении. Исследовательская группа из Школы Механики и Электротехники при Сианьском Университете Архитектуры и Технологии представила инновационную стратегию, основанную на «дизайне молекулярного упорядочивания». Эта разработка, выполненная коллективом, специализирующимся на новых материалах для энергетики и систем накопления энергии, привела к созданию эпоксидного инкапсулирующего материала с уникальным сочетанием сверхвысокой теплопроводности и исключительных изоляционных свойств.

Ключевой аспект достижения заключается в использовании органических молекул в качестве структурных «шаблонов» для формирования высокоупорядоченной структуры внутри эпоксидной смоляной системы. Такое упорядоченное расположение молекул обеспечивает эффективный отвод тепла, что напрямую повышает теплопроводность. Одновременно с этим, плотное расположение и ловушки для энергии гарантируют надежность изоляции даже при рабочих температурах до 200°C, эффективно сдерживая высокоэнергетические электроны.

Актуальность разработки обусловлена неуклонным ростом спроса на упаковочные материалы, способные справляться с возрастающими тепловыми и электрическими нагрузками. Современные силовые полупроводниковые приборы становятся все более компактными и мощными, что делает традиционные эпоксидные смолы недостаточными для противостояния этим напряжениям. Данное решение, использующее молекулярные шаблоны для целенаправленного формирования свойств объемного материала, элегантно устраняет давнее ограничение силовой электроники.

Надежность материала при 200°C открывает перспективы для немедленного внедрения в наиболее требовательные сектора силовой электроники. Команда планирует исследовать применимость данной методики в различных системах смол, что свидетельствует о стремлении к широкой инженерной полезности. Этот технологический прорыв, основанный на глубоком понимании микроструктуры, служит катализатором для следующего витка развития высокотехнологичных систем, обещая создание более долговечных и производительных устройств.

Данное открытие происходит на фоне активных исследований в сфере управления тепловыми потоками в Китае. В частности, ученые из Сианьского Цзяотунского университета и Чжэцзянского университета занимались разработкой суперэластичных аэрогелей, а Китайская академия наук представила керамический волокнистый аэрогель (SiC@SiO₂) с анизотропной теплопроводностью, способный работать при температурах до 1300°C. Это подтверждает, что поиск эффективных методов теплоотвода остается приоритетной задачей для науки, придавая дополнительный вес успеху в области эпоксидных композитов.