上海大学刘建影团队--大规模生产厚石墨烯薄膜用于下一代热管理应用

        随着人们对便携式电子设备日益增长的集成需求和更好性能需要，预计系统工作温度将继续升高，最终导致功能性能和可靠性退化。因此，发展有效散热和降低热密度的热管理材料是十分必要的。目前存在的热解石墨薄膜（PGF）是不理想的，由于其低的热通量承载能力或低的热导率，以及较差的机械性能。这项工作通过用超厚（≥75µm）石墨烯薄膜（GF）代替PGF，其热通量承载能力提高了三倍，于是解决了这一难题。大结晶度和牢固结构的共轭赋予了GF优异的导热性能（高达1204±35 W m-1 K-1），良好的热通量承载能力和良好的可折叠性（5000次循环折叠）。除此之外，这种GF的制备是基于经济有效的准工业方法，联合连续高压的均化工艺（HPH），在热管理应用方面显示出巨大的潜力。

Figure1. a）原始GTO薄片的SEM图，b）通过HPH制备sGO悬浮液的示意图，c）制备GO的示意图，d）不同回合HPH后悬浮液的粘度和pH值变化。

Figure 2. a）两个HPH 回合后sGO薄片的AFM图，b）高倍率的AFM图，c）相应的横截面图，d）sGO的侧片尺寸直方图，e）sGO薄片的厚度直方图。

Figure 3. a）GOF，GFs-140，GFs-1500，GFs-2850的XPS总谱，b）高分辨率C 1s XPS谱，c）XRD图，d）拉曼光谱，e）GFs-2850的洛伦兹拟合拉曼G’峰，f）未加压GFs-2850表面的SEM图，g）未加压GFs-2850的横截面图，h）压制GFs-2850的俯视图，i）压制GFs-2850的侧视图。

Figure 4. a）不同厚度GF的光学图，b）厚GF和PGF的面内热导率，c）GF和PGF的热导率统计，d）机械压制过程的示意图，e）PGF-75，GF-75，PGF-220，GF-220红外热图，f）在标准模板中220μmGF和PGF的红外热图，g-h）弯曲试验后GF和PGF的表面形态变化SEM图，i）弯曲试验前后的GF和PGF红外热对比图。

该研究工作由上海大学刘建影教授及其研究团队（于2020年发表在Carbon期刊上。原文：Scalable Production of Thick Graphene Film for Next Generation Thermal Management Application。

来源：石墨烯杂志