浙江大學(xué)高分子系高超教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一種高導(dǎo)熱超柔性石墨烯組裝膜,,導(dǎo)熱率接近理想單層石墨烯導(dǎo)熱率的40%,,可反復(fù)折疊6000次、彎曲十萬次,,有望應(yīng)用在電子元件導(dǎo)熱,、新一代柔性電子器件及航空航天等領(lǐng)域。這一成果日前發(fā)表于《先進(jìn)材料》(Advanced Materials)雜志,。
據(jù)新華社6月6日?qǐng)?bào)道,,現(xiàn)有的宏觀材料中,高導(dǎo)熱和高柔性是一對(duì)矛盾,,往往難以兼得,。石墨烯材料的出現(xiàn)雖然為解決這一矛盾提供了理論上的可能,但此前并沒有研究團(tuán)隊(duì)能實(shí)現(xiàn)突破,。
高超團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造性地提出“大片微褶皺”的材料制備方法:首先將大片單層石墨烯互相交疊,,經(jīng)高溫?zé)崽幚砗螅牧现械暮趸鶊F(tuán)釋放出氣體,,在材料內(nèi)部形成微氣囊,,最后降溫并用機(jī)械輥壓成膜,令氣囊的氣體排出形成微褶皺,。
在外力作用下,,石墨烯膜上的微褶皺會(huì)產(chǎn)生彈性變形,外力越大,,形變也就越明顯,。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,相較于傳統(tǒng)石墨膜材料,,石墨烯膜的斷裂伸長(zhǎng)率提高了2至3倍,。
研究人員介紹,石墨烯微褶皺的可延展性,,使它可以耐受反復(fù)折疊,、打結(jié)、扭曲,、彎曲、折紙等多種復(fù)雜形變,,也更適合工業(yè)規(guī)?;a(chǎn)。
具備高柔性的石墨烯膜還具有優(yōu)異的導(dǎo)熱導(dǎo)電性能,。實(shí)際上,,石墨烯膜的導(dǎo)熱率超過了目前市面上宏觀材料的導(dǎo)熱率,平均值達(dá)到1900瓦/米·度,。
研究人員介紹,,電子元器件核心部件都有各自的穩(wěn)定工作溫度區(qū)間,,一般而言,溫度提高8℃至10℃,,電子器件壽命會(huì)降低一半,。在實(shí)驗(yàn)中,研究人員將這種石墨烯膜替代商用石墨膜,,應(yīng)用于手機(jī)散熱膜上,,發(fā)現(xiàn)手機(jī)CPU處的溫度可以控制在33℃以下,相較商用石墨膜降低了6℃,。