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我国石墨烯薄膜领域研究进展

  


南京大学成功研制超平整石墨烯薄膜


由南京大学物理学院高力波教授团队领衔,协同学院四个青年学者团队,以“质子辅助生长超平整石墨烯薄膜”为题,在《自然》杂志上发表了将质子辅助生长用于高质量石墨烯制备的研究成果。这项工作,不仅探索出了一种可控生长超平整石墨烯薄膜的方法,更为重要的是,该团队还发现了这种生长方法的内在机制,即质子辅助,这种方法有望推广到柔性电子学、高频晶体管等更多重要的研究领域。


中科院团队在单层石墨烯薄膜制备研究方面取得进展


在国家自然科学基金委和中国科学院先导项目的支持下,中科院化学研究所有机固体重点实验室于贵课题组长期致力于CVD可控制备石墨烯研究,并取得了系列进展。研究人员采用了一种新的前驱体调控策略成功地抑制了石墨烯的二次成核,从而在绝缘基底上直接生长出大面积高质量的均匀单层石墨烯薄膜,这使石墨烯在集成电子和光电子领域中的应用又迈进了一步。


王建锋教授课题组仿生设计大变形、耐折叠、耐揉搓石墨烯基薄膜


湖南大学王建锋教授课题组运用仿生的手段,创新石墨烯基薄膜材料的结构设计,发明了一种新型技术,制备出大变形、耐折叠、耐揉搓多功能石墨烯基薄膜;其变形达到了35%,断裂功达到了50MJ/m3;反复折叠10000次后,各项力学指标不降低;2毫米宽的石墨烯条折叠并用70公斤的压力压缩折叠位置后,不影响力学性能;用手掌反复任意揉搓石墨烯薄膜不会破裂。


浙江大学:自融合法制备超厚高导热石墨烯薄膜用于高频大功率设备散热


浙江大学高超教授团队在提出了一种可行的方法来制备高K的超厚石墨烯薄膜(GF)基于氧化石墨烯片之间的自熔特性。所获得的石墨烯超厚膜具有高厚度高达200μm,同时保持高导热系数1224±110W·m-1·K-1。此外,事实证明,超厚石墨烯薄膜在传热过程中具有高热通量。该工作为高频和大功率设备的散热提供了解决方案。


南大和复旦合作:用于散热的导热石墨烯薄膜


南京大学现代工程与应用科学学院姚亚刚教授团队及复旦大学材料科学系李卓青年研究员在ACS Appl. Nano Mater期刊发表名为“Thermally Conductive Graphene Films for Heat Dissipation”的论文,研究提出在不进行高温后处理的情况下,从氧化石墨烯(GO)溶液制备高导热石墨烯薄膜的方法。取而代之的是,采用调整GO溶液浓度并混合不同横向尺寸的GO片材的策略,以实现有序紧凑的结构。经过湿法纺丝和简单的氢碘酸还原后,所得石墨烯薄膜的热导率可高达1102.62W·m-1·K-1。该方法可以满足对电子设备中热管理日益增长的需求,同时大大减少了制备时间,能耗和工艺成本。


湖南大学陈小华教授课题组在石墨烯薄膜散热方面取得重要进展


湖南大学陈小华教授课题组与加拿大滑铁卢大学的陈忠伟教授合作,通过构建3D互穿石墨烯通道,制备了在面内方向和厚度方向均具有高热导率的柔性可折叠石墨烯薄膜。以超细高分子纤维为骨架,氧化石墨烯作为成膜物质,通过氧化石墨烯的含氧官能团与高分子纤维的键合作用,并借助高温碳化处理使碳原子重排,相互扩散,结合紧密,结合石墨烯片层表面与高分子存在的晶格匹配关系而产生的“物理铆合”作用,显著提高二者之间的界面黏结性,从而使高分子纤维在碳化过程中与成膜的石墨烯“焊接”起来,形成3D互连的微铰链状结构,石墨烯紧密包覆于纤维表面,获得结构致密的一体化全碳复合薄膜。


浙江大学高超教授团队《Carbon》:实现石墨烯导热膜的快速连续化制备


浙江大学高超、许震团队在前期工作的基础和对前人工作的学习借鉴上,提出连续化电焦耳热还原策略,设计并制备了基于辊对辊的电热装置,实现了石墨烯导热膜的快速连续化制备,整个制备过程仅用时1h,能耗低于3KW。所制备的石墨烯薄膜结构均匀,取向性好,并且导热率达1285W/mK,导电率达4.2×105S/m。将制备的石墨烯导热膜用于LED灯的热管理,可以显著降低LED灯背板的温度,这对于提高LED灯的安全性能和延长使用寿命具有重要意义。


参考来源:

环球网.我科学家成功研制超平整石墨烯薄膜

同花顺金融研究中心.中科院团队在单层石墨烯薄膜制备研究方面取得进展

湖南大学.王建锋教授课题组仿生设计大变形、耐折叠、耐揉搓石墨烯基薄膜

材料分析与应用.浙大:自融合法制备超厚高导热石墨烯薄膜用于高频大功率设备散热

浙江大学:自融合法制备超厚高导热石墨烯薄膜用于高频大功率设备散热

材料分析与应用.南大和复旦合作《ACS Appl. Nano Mater》:用于散热的导热石墨烯薄膜

高分子科技.湖南大学陈小华教授课题组在石墨烯薄膜散热方面取得重要进展

石墨盟. 浙江大学高超教授团队《Carbon》:实现石墨烯导热膜的快速连续化制备


(中国粉体网编辑整理/墨玉)

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(来源:中国粉体网)

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