石墨烯组装膜显示出比石墨膜更高的导热率

瑞典查尔姆斯理工大学的和中国同济大学及上海大学的研究团队开发出一种石墨烯组装膜，其导热率比石墨膜高60％以上。石墨烯薄膜作为电子器件和其他高功率驱动系统的新型散热材料显示出巨大的潜力。

目前，石墨烯研究界的科学家们认为石墨烯组装膜不能具有比石墨膜更高的导热率。单层石墨烯具有在3500和5000W/mK之间的热导率。如果将两个石墨烯层放在一起，那么理论上它会变成石墨，因为石墨烯应该只有一层石墨。

石墨薄膜对于移动电话和其他功率器件的散热和散热非常有用，其导热系数高达1950W/mK。因此，石墨烯组装膜不应具有比此更高的导热率。

中瑞科学家最近改变了这种情况。他们发现石墨烯组装膜的导热系数可以达到3200W/mK，比最好的石墨膜高出60％以上。

瑞典查尔姆斯理工大学的Johan Liu教授和他的中国合作研究团队通过仔细控制晶粒尺寸和石墨烯层的堆叠顺序来做到这一点。高导热率是石墨烯层的大晶粒尺寸，高平坦度和弱夹层结合能的结果。有了这些重要特征，其运动和振动决定热性能的声子可以在石墨烯层中移动得更快，而不是在层之间相互作用，从而导致更高的热导率。这可能是一个伟大的科学突破，它可以对现有石墨膜制造业的转型产生巨大影响。

由于永无止境的小型化和集成化，现代电子设备和许多其他高功率系统的性能和可靠性受到散热问题的严重威胁。Johan Liu介绍说：“要解决这个问题，散热材料必须在导热性、厚度、灵活性和坚固性方面获得更好的性能，以匹配电力系统的复杂性和高度集成性。商业上可用的导热材料，如铜、铝和人造石墨薄膜，将不再符合并满足这些要求。”

此外，研究人员发现石墨烯薄膜的机械拉伸强度几乎比石墨薄膜高三倍，达到70兆帕。由于具有超高导热性和薄而灵活的坚固结构的优点，这种新开发的石墨烯薄膜作为一种新型散热材料显示出巨大的潜力，可用于形状因子驱动电子和其他高功率驱动系统的热管理。