《電子技術(shù)應(yīng)用》
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研發(fā)出高導(dǎo)熱超柔性石墨烯組裝膜

2017-06-06

近日,,浙江大學(xué)高分子系高超團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一種高導(dǎo)熱超柔性石墨烯組裝膜,,導(dǎo)熱率最高達(dá)到2053W/mK(瓦特/米開(kāi)),接近理想單層石墨烯導(dǎo)熱率的40%,,創(chuàng)造宏觀材料導(dǎo)熱率的新紀(jì)錄;同時(shí)該材料由微褶皺化大片石墨烯組裝而成,,具有超柔性,可被反復(fù)折疊6000次,,承受彎曲十萬(wàn)次,。

這一最新成果解決了宏觀材料高導(dǎo)熱和高柔性不能兼顧的世界性難題,有望在高效熱管理,、新一代柔性電子器件及航空航天等領(lǐng)域獲得重要應(yīng)用,。文章發(fā)表在《先進(jìn)材料》上。

電子電器工作時(shí)會(huì)發(fā)熱,,需要高效熱管理來(lái)保證其正常運(yùn)行,。新一代器件還要求可彎折性。但現(xiàn)有宏觀材料的高導(dǎo)熱和高柔性往往難以兼得,。而石墨烯的出現(xiàn)為解決這一矛盾提供了理論上的可能,。

據(jù)悉,高超團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造性地提出了"大片微褶皺"思路:大片石墨烯缺陷少,,可實(shí)現(xiàn)高導(dǎo)熱率;微褶皺使材料在拉伸彎折時(shí)有足夠的應(yīng)變空間,,可確保高柔性。

高超告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者,這一新思路實(shí)現(xiàn)起來(lái)倒很簡(jiǎn)便,。三步即可完成:大片氧化石墨烯水分散液通過(guò)刮涂成膜;高溫?zé)崽幚恚ぶ械暮豕倌軋F(tuán)在高溫下分解,,釋放出氣體,,同時(shí)隨著溫度的升高,石墨烯缺陷結(jié)構(gòu)逐步修復(fù),,氣體被阻隔在石墨烯膜內(nèi)部,,因膨脹形成微氣囊;機(jī)械輥壓成膜,在外加壓力下微氣囊的氣體被排出,,形成微褶皺,。

研究者還使用了無(wú)碎片的超大片氧化石墨烯作為原料,以降低邊緣聲子逸散。同時(shí),,采用高溫?zé)崽幚?,去除石墨烯表面的官能團(tuán)并修復(fù)石墨烯內(nèi)部孔洞,得到少缺陷的石墨烯結(jié)構(gòu),。這些結(jié)構(gòu)變化通過(guò)拉曼,、XRD及透射電鏡檢測(cè)進(jìn)行了確證。所得石墨烯膜的熱導(dǎo)率平均值為1900 W/mK,,最高值達(dá)到2053 W/mK,。


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