石墨烯做手機散熱膜還能隨意折成千紙鶴

石墨烯做手機散熱膜還能隨意折成千紙鶴

人們希望未來的手機可以彎曲，平板電腦可以折疊，這離不開能彎曲的散熱材料，而現(xiàn)在你手中智能手機的散熱膜卻是脆生生的。浙江大學(xué)科學(xué)家近日研發(fā)出的石墨烯膜，則不僅能彎曲，還能折成千紙鶴。

　　浙江大學(xué)高分子系高超教授團隊研發(fā)的新型石墨烯膜非常柔韌，能夠承受反復(fù)折疊和彎曲，這是前所未見的。在呈現(xiàn)超柔性的同時，這種石墨烯膜還具有高導(dǎo)熱性，刷新了宏觀材料導(dǎo)熱率的紀錄。

　　石墨烯自問世以來即啟發(fā)人們不斷創(chuàng)造出新型材料。高超6日告訴記者，這種石墨烯膜是目前世界上導(dǎo)熱性最好的可折疊材料。兼具高導(dǎo)熱性和超柔性的材料的問世，對柔軟電子器件的發(fā)展意義重大，從航空航天到智能手機，這種新型石墨烯膜展現(xiàn)出令人振奮的應(yīng)用遠景。相關(guān)成果日前已發(fā)表在國際著名期刊《先進材料》，研究得到國家自然科學(xué)基金及國家重點研發(fā)計劃資助。

　　對宏觀材料來說，高導(dǎo)熱和高柔性正如蹺蹺板的兩極，不可兼得。如目前智能手機通常用作散熱膜的石墨膜，導(dǎo)熱性不錯，但很脆，至多只能承受3次反復(fù)折疊。而高超團隊研發(fā)的新型石墨烯膜可反復(fù)折疊6000次，承受彎曲10萬多次，其導(dǎo)熱性也比石墨膜更理想。

　　高超團隊用巧妙的方法，破解了高導(dǎo)熱和高柔性“魚和熊掌不可兼得”的難題，其訣竅在于創(chuàng)造出大片原子層面的“微褶皺”。“就像我們指關(guān)節(jié)在彎曲和舒張時皮膚上出現(xiàn)的褶皺一樣?！备叱f，將石墨烯交疊起來后加溫，石墨烯膜內(nèi)部就產(chǎn)生一個個微小的氣囊，隨后再施加壓力把微氣囊中的氣體排出，豐富密集的微褶皺就形成了。在宏觀層面，石墨烯膜的表明仍很光滑。

微小的褶皺為材料在拉伸彎折時提供足夠的應(yīng)變空間，使高柔性成為可能，同時又不在宏觀上損害材料的高導(dǎo)熱性。這樣制備出來的石墨烯膜可以耐受反復(fù)折疊、打結(jié)、扭曲、被折成千紙鶴等復(fù)雜形變。將這種石墨烯膜替代現(xiàn)在市場上的商用石墨膜，應(yīng)用于手機散熱膜上，發(fā)現(xiàn)手機CPU處的溫度可以控制在33攝氏度以下，相對商用石墨膜降低6攝氏度。

　玩游戲的時候手機會變得非常燙。圖中，（b）是　手機處于待機狀態(tài)；（c）是使用現(xiàn)在市場上的散熱膜時，用手機玩了一陣游戲后的情況，可見最燙處溫度可達39度；（d）是　同一部手機用新型石墨烯膜作為散熱膜的情況，溫度明顯下降。高超團隊供圖

　　人們正在展望下一代可彎曲的電子產(chǎn)品，如可以折疊的智能手機和平板電腦，找到耐彎折的散熱材料就顯得非常重要。許多航天器同樣需要加工過程復(fù)雜的散熱部件。在這些領(lǐng)域，高超團隊的新型石墨烯膜都有望發(fā)揮重要作用。

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