[科普中國]-我國科學(xué)家發(fā)明高導(dǎo)熱超柔性石墨烯膜

新華社杭州6月6日電（記者朱涵）浙江大學(xué)高分子系高超教授團(tuán)隊(duì)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(jìn)材料》（Advanced Materials）雜志。

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(tuán)隊(duì)能實(shí)現(xiàn)突破。

高超團(tuán)隊(duì)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(tuán)釋放出氣體，在材料內(nèi)部形成微氣囊，最后降溫并用機(jī)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(shí)驗(yàn)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(shí)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(dá)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(shí)驗(yàn)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(jī)散熱膜上，發(fā)現(xiàn)手機(jī)CPU處的溫度可以控制在33℃以下，相較商用石墨膜降低了6℃。

更多精彩！歡迎關(guān)注“科普中國-科技前沿大師談”官方微信（kjqydst）。

本作品為“科普中國-科技前沿大師談”原創(chuàng)，轉(zhuǎn)載時務(wù)請注明出處。