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Tunable Thermoelastic Anisotropy in Hybrid Bragg Stacks with Extreme Polymer Confinement

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Wang, Zuyuan ; Rolle, Konrad ; Schilling, Theresa ; Hummel, Patrick ; Philipp, Alexandra ; Kopera, Bernd A. F. ; Lechner, Anna M. ; Retsch, Markus ; Breu, Josef ; Fytas, George:
Tunable Thermoelastic Anisotropy in Hybrid Bragg Stacks with Extreme Polymer Confinement.
In: Angewandte Chemie International Edition. Bd. 59 (2020) Heft 3 . - S. 1286-1294.
ISSN 1521-3773
DOI: https://doi.org/10.1002/anie.201911546

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Abstract

Controlling thermomechanical anisotropy is important for emerging heat management applications such as thermal interface and electronic packaging materials. Whereas many studies report on thermal transport in anisotropic nanocomposite materials, a fundamental understanding of the interplay between mechanical and thermal properties is missing, due to the lack of measurements of direction‐dependent mechanical properties. In this work, exceptionally coherent and transparent hybrid Bragg stacks made of strictly alternating mica‐type nanosheets (synthetic hectorite) and polymer layers (polyvinylpyrrolidone) were fabricated at large scale. Distinct from ordinary nanocomposites, these stacks display long‐range periodicity, which is tunable down to angstrom precision. A large thermal transport anisotropy (up to 38) is consequently observed, with the high in‐plane thermal conductivity (up to 5.7 W m−1 K−1) exhibiting an effective medium behavior. The unique hybrid material combined with advanced characterization techniques allows correlating the full elastic tensors to the direction‐dependent thermal conductivities. We, therefore, provide a first analysis on how the direction‐dependent Young's and shear moduli influence the flow of heat.

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Publikationsform: Artikel in einer Zeitschrift
Begutachteter Beitrag: Ja
Zusätzliche Informationen: auch in: Angewandte Chemie, 2020, vol. 132(3),S. 1302-1310; https://doi.org/10.1002/ange.201911546
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Titel an der UBT entstanden: Ja
Themengebiete aus DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
Eingestellt am: 09 Jan 2020 08:02
Letzte Änderung: 24 Jul 2020 07:12
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/53695