浙江大学研究团队成功研发高导热超柔性石墨烯组装膜

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《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。