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Tunable Thermoelastic Anisotropy in Hybrid Bragg Stacks with Extreme Polymer Confinement

DOI zum Zitieren der Version auf EPub Bayreuth: https://doi.org/10.15495/EPub_UBT_00004953
URN zum Zitieren der Version auf EPub Bayreuth: urn:nbn:de:bvb:703-epub-4953-0

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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 der Verlagsversion: https://doi.org/10.1002/anie.201911546

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Format: PDF
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Version: Veröffentlichte Version
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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
Zusätzliche Informationen (öffentlich sichtbar): auch in: Angewandte Chemie, 2020, vol. 132(3),S. 1302-1310; https://doi.org/10.1002/ange.201911546
Themengebiete aus DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
Institutionen der Universität: Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Lehrstuhl Physikalische Chemie I - Kolloidale Strukturen und Energiematerialien > Lehrstuhl Physikalische Chemie I - Kolloidale Strukturen und Energiematerialien - Univ.-Prof. Dr. Markus Retsch
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Lehrstuhl Anorganische Kolloidchemie für elektrochemische Energiespeicher > Lehrstuhl Anorganische Kolloidchemie für elektrochemische Energiespeicher - Univ.-Prof. Dr. Josef Breu
Forschungseinrichtungen > Institute in Verbindung mit der Universität > Bayerisches Polymerinstitut (BPI)
Fakultäten
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Lehrstuhl Physikalische Chemie I - Kolloidale Strukturen und Energiematerialien
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Lehrstuhl Anorganische Kolloidchemie für elektrochemische Energiespeicher
Forschungseinrichtungen
Forschungseinrichtungen > Institute in Verbindung mit der Universität
Sprache: Englisch
Titel an der UBT entstanden: Ja
URN: urn:nbn:de:bvb:703-epub-4953-0
Eingestellt am: 22 Jul 2020 10:33
Letzte Änderung: 22 Jul 2020 10:33
URI: https://epub.uni-bayreuth.de/id/eprint/4953

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