根據恰當設計方案，浙大高分子材料系高超專家教授精英團隊產品研發出一種新式石墨烯拼裝膜：它是現階段導熱率最大的宏觀經濟原材料，另外具備超柔性，能被不斷伸縮6000次，承擔彎折十萬次。這一進度解決了宏觀經濟原材料高傳熱和高柔性不可以兼具的全球性難點，有希望廣泛運用于高效率熱管理方法、新一代柔性電子器件器件及航天航空等行業。

用全新高傳熱超柔性石墨烯膜伸縮的紙鶴

有關畢業論文Ultrahigh Thermal Conductive yet Superflexible Graphene Films近日發布于Advanced Materials雜志期刊，畢業論文第一作者為博士研究生彭蠡。

高超詳細介紹，電子電氣工作中的時候會發燙，必須高效率熱管理方法來確保其一切正常運作。新一代器件還規定可彎曲性。因而，科學研究高傳熱高柔性原材料尤為重要。但目前宏觀經濟原材料的高傳熱和高柔性是一對魚與熊掌無法兼顧的分歧。

石墨烯的出現為處理這一分歧出示了理論上的很有可能。它是一種由氧原子以sp2雜化方法產生的蜂巢狀平面圖單面二維生物大分子。原子質量輕、簡易而又超強力的鍵接構造授予了它極高的傳熱性;另外，單分子層薄厚又促使其具備不錯的柔性。缺憾的是，現階段現有的脫離型石墨烯片小、缺點多，其拼裝而成的宏觀經濟原材料導熱率和柔性都較差，還不如商業化的的聚酰亞胺石墨化膜(GPI)。例如，大家手機里的排熱膜，便是用GPI做成的。

在高超專家教授的公司辦公室，新聞記者看到了一片20厘米周長的石墨烯拼裝膜，看起來很像一片極大地既食紫菜。高超詳細介紹，這10μm厚的“紫菜”，是由千余層片式石墨烯相疊而成的。試驗測試表明，石墨烯膜能夠 承受十萬多次的彎折，而不危害其傳熱導電率能，并且，在不斷伸縮6000次能仍沒有開裂。先前特性最好是的GPI數最多只有不斷伸縮3次。另外這類石墨烯膜的導熱率最大做到2053W/mK(瓦/米?度)，貼近理想化單面石墨烯導熱率的40%，造就了宏觀經濟原材料導熱率的新記錄。

a) 市面上智能機反面;b) 手機上處在待機狀態;c) 用聚酰亞胺石墨化膜(GPI)做為手機散熱膜;d) 同一手機用新式石墨烯膜做為排熱膜;e, f) 在(b), (c), (d) 三種情況下，手機上的水準和豎直溫度線的較為，說明石墨烯膜具備更強的排熱減溫實際效果。

綿軟而高傳熱的特性，授予大家無盡的想像室內空間，例如，折疊式的手機上、筆記本，乃至通訊衛星和航天飛機。研究組將這類石墨烯膜取代商業GPI膜，運用于手機散熱膜上，發覺手機CPU處的溫度能夠 操縱在33℃下列，相對性商業GPI膜減少了6℃。假如把這層膜采用航天器上，就能很切實解決通訊衛星的“向光led背光”溫度差大的難題。

彭蠡說，電子器件元器件的排熱是器件開發設計一項很重要的課題研究。他們“怕高溫”，是由于這種輸出功率器件都是有穩定工作的溫度區段。伴隨著溫度的上升，器件工作中的可靠性會降低，噪聲上升，而且使用壽命減少。一般來說，溫度提升8―10度，器件使用壽命會降低一半。據調查，電子設備無效的緣故中，溫度占有率做到50%之上。

Advanced Science News評價覺得，此項成效促使許多大規模智能的二維材料可以運用到現實世界的柔性器件中，從航天航空到智能機，不一而足。

生物學家是怎么讓石墨烯膜由“脆”變“柔”，并兼具了優良的傳熱性能呢?高超說，精英團隊明確提出了一種“大面積微皺褶”的設計理念，在制取石墨烯膜的全過程中引進了很多細微的皺褶，讓石墨烯膜變成一種“敢做敢為”的原材料。如同女孩們的短裙，衣擺能夠 進行非常大。

這般細微的皺褶如何生產制造?高超精英團隊想到了一種新奇的方式：將石墨烯膜高溫加溫，膜中的含氧量官能團異構在高溫下溶解釋放出來汽體，使石墨烯膜內部產生微氣襄;再歷經機械設備輥壓破乳，微氣襄的汽體被排出來，產生微皺褶。“就那么簡易”，高超說。Advanced Science News覺得，那樣的設計構思和試驗對策可以擴展至別的二維納米復合材料中。

石墨烯微皺褶的引進全過程：高溫加溫復原產生微氣襄，機械設備輥壓產生微皺褶。

浙大高分子材料系高超專家教授精英團隊長期性著眼于單面空氣氧化石墨烯的產業化制取以及宏觀經濟拼裝科學研究，發覺了空氣氧化石墨烯的lcd屏性，創造發明了石墨烯化學纖維、石墨烯無防布、石墨烯持續拼裝塑料薄膜及較輕原材料石墨烯氣凝膠四種純石墨烯宏觀經濟原材料(通稱F4)，開發設計了降低成本高品質單面空氣氧化石墨烯、智能石墨烯復合纖維、石墨烯高效率電加熱布、石墨烯超級電容器、石墨烯-鋁離子電池、石墨烯納濾膜等六大關鍵技術，這種成效產業發展市場前景寬闊，一部分已完成生產制造和小試。

來源于：浙江大學高分子材料