瑞典查爾姆斯理工大學(xué)的和中國同濟大學(xué)及上海大學(xué)的研究團隊開發(fā)出一種石墨烯組裝膜，其導(dǎo)熱率比石墨膜高60％以上。石墨烯薄膜作為電子器件和其他高功率驅(qū)動系統(tǒng)的新型散熱材料顯示出巨大的潛力。

目前，石墨烯研究界的科學(xué)家們認為石墨烯組裝膜不能具有比石墨膜更高的導(dǎo)熱率。單層石墨烯具有在3500和5000W/mK之間的熱導(dǎo)率。如果將兩個石墨烯層放在一起，那么理論上它會變成石墨，因為石墨烯應(yīng)該只有一層石墨。

石墨薄膜對于移動電話和其他功率器件的散熱和散熱非常有用，其導(dǎo)熱系數(shù)高達1950W/mK。因此，石墨烯組裝膜不應(yīng)具有比此更高的導(dǎo)熱率。

中瑞科學(xué)家最近改變了這種情況。他們發(fā)現(xiàn)石墨烯組裝膜的導(dǎo)熱系數(shù)可以達到3200W/mK，比最好的石墨膜高出60％以上。

瑞典查爾姆斯理工大學(xué)的Johan Liu教授和他的中國合作研究團隊通過仔細控制晶粒尺寸和石墨烯層的堆疊順序來做到這一點。高導(dǎo)熱率是石墨烯層的大晶粒尺寸，高平坦度和弱夾層結(jié)合能的結(jié)果。有了這些重要特征，其運動和振動決定熱性能的聲子可以在石墨烯層中移動得更快，而不是在層之間相互作用，從而導(dǎo)致更高的熱導(dǎo)率。這可能是一個偉大的科學(xué)突破，它可以對現(xiàn)有石墨膜制造業(yè)的轉(zhuǎn)型產(chǎn)生巨大影響。

由于永無止境的小型化和集成化，現(xiàn)代電子設(shè)備和許多其他高功率系統(tǒng)的性能和可靠性受到散熱問題的嚴重威脅。Johan Liu介紹說：“要解決這個問題，散熱材料必須在導(dǎo)熱性、厚度、靈活性和堅固性方面獲得更好的性能，以匹配電力系統(tǒng)的復(fù)雜性和高度集成性。商業(yè)上可用的導(dǎo)熱材料，如銅、鋁和人造石墨薄膜，將不再符合并滿足這些要求。”

此外，研究人員發(fā)現(xiàn)石墨烯薄膜的機械拉伸強度幾乎比石墨薄膜高三倍，達到70兆帕。由于具有超高導(dǎo)熱性和薄而靈活的堅固結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，這種新開發(fā)的石墨烯薄膜作為一種新型散熱材料顯示出巨大的潛力，可用于形狀因子驅(qū)動電子和其他高功率驅(qū)動系統(tǒng)的熱管理。