石墨烯薄膜作為一種高熱導(dǎo)材料在新型應(yīng)用上顯示出巨大的潛力，比如用于形狀因子驅(qū)動(dòng)的電子器件和其他高功率驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

迄今為止，石墨烯研究界的科學(xué)家認(rèn)為石墨烯組裝膜不可能比石墨膜具有更高的熱導(dǎo)率。單層石墨烯的熱導(dǎo)率介于3500和5000W/MK之間。如果將兩個(gè)石墨烯層放在一起，那么理論上就變成石墨，因?yàn)槭┲皇鞘囊粚印?br/>
石墨烯薄膜的層間聲子熱傳導(dǎo)比面間傳播更快，因此具有很高的面內(nèi)熱導(dǎo)率

如今，在手機(jī)和其他功率器件中實(shí)用的用于散熱和擴(kuò)散的石墨膜具有高達(dá)1950W/MK的熱導(dǎo)率。因此，石墨烯組裝膜不應(yīng)該具有比石墨膜更高的熱導(dǎo)率。

最近，查爾默斯理工大學(xué)的科學(xué)家改變了這種狀況。結(jié)果表明，石墨烯組裝膜的熱導(dǎo)率可達(dá)3200W/MK，比最佳的石墨膜高60%以上。

石墨烯層間的高導(dǎo)熱性是由它結(jié)構(gòu)的大晶粒尺寸、高平坦度和弱層間結(jié)合能共同作用的結(jié)果。因此，JohanLiu教授和他的研究小組從此下手，通過精準(zhǔn)控制石墨層的晶粒尺寸和堆積順序來制備石墨烯膜。他們發(fā)現(xiàn)，石墨烯中的聲子熱傳導(dǎo)通過運(yùn)動(dòng)和振動(dòng)程度決定材料熱性能，并且聲子在石墨烯層內(nèi)的遷移速率明顯高于層間遷移。但現(xiàn)在他們解決了這個(gè)問題，讓石墨烯層間組裝起來依舊達(dá)到高熱導(dǎo)率。“這確實(shí)是一個(gè)重大的科學(xué)突破，它對(duì)現(xiàn)有的石墨薄膜制造業(yè)的轉(zhuǎn)型會(huì)產(chǎn)生巨大的影響?！盝ohanLiu說。

此外，研究人員發(fā)現(xiàn)石墨烯薄膜的機(jī)械拉伸強(qiáng)度比石墨膜高三倍，達(dá)到70MPa?！坝捎谑┍∧ぞ哂谐邔?dǎo)熱性和薄、柔性、堅(jiān)固等結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)，它作為一種新型的熱膨脹材料，在形狀因子驅(qū)動(dòng)電子器件和其他高功率驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的熱處理方面顯示出巨大的潛力?！盝ohanLiu說。

由于無止境的小型化與集成化，現(xiàn)代電子設(shè)備和許多其它大功率系統(tǒng)的性能和可靠性受到了嚴(yán)重?zé)岷纳栴}的極大威脅。

“為了解決這個(gè)問題，熱擴(kuò)散材料在導(dǎo)熱性、厚度、柔韌性和堅(jiān)固性方面必須具有更好的性能，以匹配電力系統(tǒng)復(fù)雜、高度集成的性質(zhì)?！盝ohanLiu說：“商業(yè)上可用的導(dǎo)熱材料，如銅、鋁和人造石墨膜，將不再適合和滿足這些需求?！?br/>
這種高質(zhì)量的石墨烯薄膜制造工藝的知識(shí)產(chǎn)權(quán)屬于來自瑞典查默斯的公司SHTSmartHighTechAB，它專注于技術(shù)的商業(yè)化。