通過巧妙設計,浙江大學高分子系高超教授團隊研發出一種新型石墨烯組裝膜:它是目前導熱率最高的宏觀材料,同時具有超柔性,能反復折疊6000次,承受彎曲十萬次。
這一進展解決了宏觀材料高導熱和高柔性不能兼顧的世界性難題,有望廣泛應用于高效熱管理、新一代柔性電子器件及航空航天等領域。
高超介紹,電子電器工作時會發熱,需要高效熱管理來保證其正常運行,新一代器件還要求可彎折性。現有宏觀材料的高導熱和高柔性是一對魚和熊掌難以兼得的矛盾。石墨烯的出現為解決這一矛盾提供了理論上的可能。但目前已有的剝離型石墨烯片小、缺陷多,其組裝而成的宏觀材料導熱率和柔性都欠佳。
記者見到了一片20厘米邊長的新型石墨烯組裝膜,像一片大大的即食海苔。高超介紹,這10微米厚的“海苔”,是由數千層單片石墨烯交疊而成的。
實驗測試表明,石墨烯膜可以耐受10萬余次的彎曲,而不影響其導熱導電性能,而且在反復折疊6000次后仍沒有斷裂。此前性能最好的GPI最多只能反復折疊3次。同時,這種石墨烯膜的導熱率最高達到2053W/mK,接近理想單層石墨烯導熱率的40%,創造了宏觀材料導熱率的新紀錄。柔軟而高導熱的性能,賦予了未來科技的無限想象空間。比如,可折疊的手機、筆記本電腦,甚至衛星和航天器。