上海大學機電工程與自動化學院劉建影教授團隊最近在石墨烯散熱研究上取得重要進展，相關研究結(jié)果發(fā)表在材料科學國際頂級雜志《Advanced Functional Materials》（IF2014=10.439）（《先進功能材料》）。

石墨烯是二維的單層碳原子晶體，與三維材料相比，其低維結(jié)構(gòu)可顯著削減晶界處聲子的邊界散射，并賦予其特殊的聲子擴散模式。石墨烯是已知的導熱系數(shù)最高的材料，其導熱率達到5300 W/mK，是常見導熱材料Cu（401 W/mK）的13倍多。石墨烯所具有的快速導熱與散熱特性使得石墨烯成為極佳的散熱材料，可用于智能手機、平板手持電腦、大功率節(jié)能LED照明、衛(wèi)星電路、激光武器、高集成度系統(tǒng)熱點等的散熱。

盡管石墨烯在熱管理領域極具發(fā)展?jié)摿Γ@些性能都是基于其微觀的納米尺度，難以直接利用。因此，將納米尺度的石墨烯制備成宏觀的薄膜材料并保持其納米效應， 同時減少其和基底的界面接觸熱阻，是石墨烯在熱管理規(guī)模化應用的重要途徑。劉建影教授團隊針對以上問題，采用化學還原氧化石墨烯并采用真空抽濾的方法制備石墨烯薄膜，結(jié)果顯示用該方法制備的20微米薄膜，其橫向熱導率達到1600 W/mK，同時，該方法適合大規(guī)模工業(yè)制備。針對石墨烯薄膜和二氧化硅界面接觸熱阻大的問題，該團隊采用在石墨烯薄膜和二氧化硅界面引入功能化分子的方法。

實驗結(jié)果表明，引入功能化分子后，熱點的散熱效果提高了近1倍。分子動力學的模擬結(jié)果進一步證實了實驗結(jié)果。

這一發(fā)現(xiàn)不僅為石墨烯導熱薄膜的規(guī)模化制備提供了依據(jù)，而且在石墨烯薄膜的功能化及其對熱傳遞所起作用等基礎科學問題取得進展，已經(jīng)在線發(fā)表在材料學頂級期刊Advanced Functional Materials上。

該研究得到國家自然科學基金、上海科委、歐盟以及瑞典戰(zhàn)略基金等相關項目的資助。該成果是劉建影教授團隊自2013年以來，在石墨烯散熱領域發(fā)表又一高水平論文，據(jù)統(tǒng)計，劉建影教授團隊已經(jīng)是第四次以上海大學署名在先進材料和先進功能材料雜志上發(fā)表論文。

來源：上海大學新聞網(wǎng)