中國儲能網(wǎng)訊：作為近來納米科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，新興的石墨烯由于具有獨(dú)特的二維結(jié)構(gòu)、高比表面積和優(yōu)異的熱學(xué)性能(導(dǎo)熱系數(shù)可高達(dá)3000-6000 W/(mK))，受到了廣泛關(guān)注。石墨烯/聚合物導(dǎo)熱復(fù)合材料有望在電子器件、光電子器件、消費(fèi)電子及導(dǎo)熱聚合物材料中得到重要應(yīng)用。目前，石墨烯的添加一定程度上改善了聚合物復(fù)合體系的導(dǎo)熱性能，盡管能使聚合物導(dǎo)熱系數(shù)提高一個數(shù)量級，但有限石墨烯添加量、無序結(jié)構(gòu)以及石墨烯/聚合物高界面熱阻致使石墨烯-聚合物復(fù)合體系熱導(dǎo)率無法實(shí)現(xiàn)更高突破，阻礙了其在未來熱管理中的廣泛應(yīng)用。
中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所器件部劉立偉研究員團(tuán)隊(duì)與蘇州格瑞豐納米科技有限公司合作，在定向組裝三維石墨烯與聚合物復(fù)合體系的熱導(dǎo)率方面取得新進(jìn)展。采用高質(zhì)量薄層石墨烯材料作為高導(dǎo)熱填料，通過結(jié)構(gòu)控制使高質(zhì)量薄層石墨烯在聚合物基體中形成有取向的三維陣列，制備了一種以高質(zhì)量薄層石墨烯為填料的各向異性的高導(dǎo)熱率復(fù)合材料。高填充量石墨烯之間充分搭接，減少了界面熱阻。在擇優(yōu)取向方向上，該復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)可高達(dá)33 W/(mK)，導(dǎo)熱性能超過了一些常見合金，如不銹鋼和青銅 (約16.7 W/(mK) 和26.2 W/(mK) )，是迄今熱導(dǎo)率最高的碳納米材料-聚合物復(fù)合材料，在導(dǎo)熱應(yīng)用領(lǐng)域具有巨大潛力，相關(guān)結(jié)果發(fā)表在Chem.Mater. 26,4459 (2014)上。
此項(xiàng)工作得到了國家自然科學(xué)基金委、科技部、蘇州納米所項(xiàng)目的大力資助，并得到蘇州納米所測試和加工平臺的技術(shù)支持。
