浙江大學(xué)高分子系高超教授團隊研發(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《先進材料》(Advanced Materials)雜志。
據(jù)新華社6月6日報道,,現(xiàn)有的宏觀材料中,,高導(dǎo)熱和高柔性是一對矛盾,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隊能實現(xiàn)突破。
高超團隊創(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?,材料中的含氧基團釋放出氣體,在材料內(nèi)部形成微氣囊,,最后降溫并用機械輥壓成膜,,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產(chǎn)生彈性變形,,外力越大,形變也就越明顯,。實驗數(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℃,電子器件壽命會降低一半,。在實驗中,,研究人員將這種石墨烯膜替代商用石墨膜,應(yīng)用于手機散熱膜上,,發(fā)現(xiàn)手機CPU處的溫度可以控制在33℃以下,,相較商用石墨膜降低了6℃。