在电动车、功率半导体及储能装置等高温环境应用中，材料的导电稳定性始终是一大技术瓶颈。一般而言，当导电填料被混入树脂后，虽能在室温下维持良好导电性，但随着温度上升，树脂膨胀会导致导电路径中断，电阻急剧上升，出现所谓的「正温度系数（PTC）特性」，使电流无法顺利通过。 近日，日本 Unitika 与 大阪公立大学 共同研究团队成功开发出一种全新复合材料，突破了这一限制，为高温导电材料的发展带来崭新契机。
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突破传统限制的导电设计
在传统设计中，导电性通常藉由金属粒子、碳黑或碳纳米管填充于树脂中形成导电通道。然而，当温度升高导致树脂膨胀时，这些填料间的接触容易中断，导致电流流通中断。 大阪公立大学的堀部教授团队长期研究PTC特性，深入分析导电填料的分散状态、转变温度与电阻变化之间的关联，并以此为基础，致力于开发能在高温环境下仍保持稳定导电的新型材料，用于永久保险丝与安全元件等应用。
纳米线复合材料展现卓越导电稳定性
此次研究中，Unitika将自行开发的导电性纳米线（nanowire）填充于树脂中进行分析。实验结果显示，即便在温度变化引起的体积膨胀情况下，纳米线所形成的导电网络仍不易断裂，能持续维持高温下的稳定导电性。 这项成果与以往使用金属粒子、碳粒子或碳纳米管的材料相比，展现出截然不同的导电稳定表现，成功克服了传统导电复合材料在高温下的性能劣化问题。
纳米线技术的材料优势
Unitika已建立能将镍、铁、钴等金属加工至纳米尺度纤维的制程技术，这些纳米线具有比同金属类型粒子或碳纳米管更优异的导电性能。研究团队进一步证实，若将纳米线与银（Ag）结合，导电性可再度显著提升，展现出高度可调整与应用潜力。 此项技术不仅拓展了导电性复合材料的设计范畴，也为电子元件与电动设备提供更可靠的材料基础。
未来应用与发展方向
这项研究成果证明，即使在高温或体积反复变化的严苛环境中，该复合材料仍能维持稳定电流传输。未来有望广泛应用于：
- 高温运作马达与电力装置周边零件
- 高功率半导体封装或散热结构材料
- 电池电极材料，有效抑制因充放电造成体积收缩导致的劣化问题
Unitika与大阪公立大学表示，将持续深化导电纳米线的材料开发，推动其在高温电子、电动车与能源储存领域的实际应用，期望藉此技术为能源效率与材料可靠性带来革新性的贡献。
开启高温导电材料新篇章
此次研究不仅展现了纳米线技术的潜力，更为高温导电性复合材料开启了全新可能。随着电动化与高功率化时代的来临，能在极端环境中维持稳定性能的材料，将成为驱动未来产业升级的关键核心。 参考资料:
导电性ナノワイヤー樹脂複合材料の新特性を発見 ～モーター、パワーデバイス、電池電極等への応用に期待～ ＜総合研究所＞
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