浙江大学研究团队成功研发高导热超柔性石墨烯组装膜

2017-06-06  来自: 西安天和实验室设备有限公司 浏览次数:158

浙江大学研究团队成功研发高导热超柔性石墨烯组装膜



  近日,浙江大学高分子系高超团队研发出一种高导热超柔性石墨烯组装膜,这一成果解决了宏观材料高导热和高柔性不能兼顾的世界性难题,有望在高效热管理、新一代柔性电子器件及航空航天等领域获得重要应用。文章发表在《先进材料》上。

 

  高导热超柔性石墨烯组装膜导热率最高达到2053W/mK(瓦特/米开),接近理想单层石墨烯导热率的40%,创造宏观材料导热率的新纪录;同时该材料由微褶皱化大片石墨烯组装而成,具有超柔性,可被反复折叠6000次,承受弯曲十万次。

 

  电子电器工作时会发热,需要高效热管理来保证其正常运行。新一代器件还要求可弯折性。但现有宏观材料的高导热和高柔性往往难以兼得。而石墨烯的出现为解决这一矛盾提供了理论上的可能。

 

  据悉,高超团队创造性地提出了“大片微褶皱”思路:大片石墨烯缺陷少,可实现高导热率;微褶皱使材料在拉伸弯折时有足够的应变空间,可确保高柔性。

 

  高超表示,这一新思路实现起来倒很简便。三步即可完成:大片氧化石墨烯水分散液通过刮涂成膜;高温热处理,膜中的含氧官能团在高温下分解,释放出气体,同时随着温度的升高,石墨烯缺陷结构逐步修复,气体被阻隔在石墨烯膜内部,因膨胀形成微气囊;机械辊压成膜,在外加压力下微气囊的气体被排出,形成微褶皱。

 

  研究者还使用了无碎片的超大片氧化石墨烯作为原料,以降低边缘声子逸散。同时,采用高温热处理,去除石墨烯表面的官能团并修复石墨烯内部孔洞,得到少缺陷的石墨烯结构。这些结构变化通过拉曼、XRD及透射电镜检测进行了确证。所得石墨烯膜的热导率平均值为1900 W/mK,最高值达到2053 W/mK。

 

  编辑点评

 

  石墨烯因具备力学、光学、电学和微观量子等众多方面的优异特性,被誉为“改变21世纪”的先进材料。随着人类日益增长的健康消费需求,凭借石墨烯的优越性能,由石墨烯研发的越来越多的新产品将会广受市场青睐。


关键词: 检测           

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