碳納米管具有極高的軸向熱導率，因而在大功率電子器件散熱材料中被寄予厚望。然而，其小尺寸特性嚴重制約了其實際應用，碳納米管之間及其與復合材料基體之間的接觸電阻、接觸熱阻均較大，從而使現有碳納米管復合材料熱導率均與人們的期望相距甚遠。

中科院蘇州納米所先進材料部李清文研究員課題組以自行宏量制備的碳納米管粉體為基礎，通過對其進行不同基團的功能化并與商用導熱硅脂復合，詳細考察了功能化對碳納米管在硅脂中的分散及其與硅脂界面浸潤性的影響，發現表面荷負電的羧基化碳納米管能夠實現在硅脂中的高濃度分散并形成導熱良好的三維網絡，大幅降低導熱硅脂的傳熱阻抗。

在此基礎上，以設計碳納米管的三維導熱網絡結構為目的，通過控制碳納米管的長度、管徑等因素，制備出了具有理想三維網絡結構的柔性碳納米管紙，其傳熱阻抗可低于導熱硅脂和商用散熱石墨片，且具備固態自支撐特性，在作為導熱界面材料時能夠在不污染器件表面的條件下實現高效傳熱。

純碳納米管導熱網絡由于密度偏低和其中含有大量碳納米管搭接，導熱性和導電性仍低于人們的期望。為此，高導電、高導熱的銅納米線被引入碳納米管紙。兩種納米線組成的互穿三維網絡熱導率可提升至10 W/(m·K)并實現超過105 S/m的電導率，有利于其在微電子互聯和熱界面材料中的應用。

通過多種方式優化碳納米管的組裝結構以形成三維網絡連接，顯著地改善了碳納米管復合材料的熱傳導性能

相關研究工作已發表在Journal of Physical Chemistry C (2012, 116, 3903−3909)、Carbon (DOI: 10.1016/j.carbon.2013.05.030)、Applied Surface Science (doi:10.1016/j.apsusc.2013.06.139)、Materials Sciences and Applications (accepted) 等學術期刊。

本研究得到了國家自然科學基金(No.21203238，No.10834004)、科技部973計劃（No.2010CB934700）、江蘇省產學研合作創新項目（No.BY2011178）和江蘇省國際合作項目（No.BZ2011049）等的資助。