上海大學(xué)機電工程與自動化學(xué)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(guān)研究結(jié)果發(fā)表在材料科學(xué)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(dǎo)熱系數(shù)最高的材料，其導(dǎo)熱率達到5300 W/mK，是常見導(dǎo)熱材料Cu（401 W/mK）的13倍多。石墨烯所具有的快速導(dǎo)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(lǐng)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(yīng)， 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(yīng)用的重要途徑。劉建影教授團隊針對以上問題，采用化學(xué)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(dǎo)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(xué)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(dǎo)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(chǔ)科學(xué)問題取得進展，已經(jīng)在線發(fā)表在材料學(xué)頂級期刊Advanced Functional Materials上。

該研究得到國家自然科學(xué)基金、上海科委、歐盟以及瑞典戰(zhàn)略基金等相關(guān)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(lǐng)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(xué)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(xué)新聞網(wǎng)