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石墨烯–聚合物复合材料研发成功
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石墨烯具有优异的热学性能、独特的二维结构和高比表面积,其导热系数高达30006 000 W(m · K),应经成为纳米科学领域研究的热点。石墨烯–聚合物复合材料作为石墨烯领域的一个发展方向,在光电子器件、电子器件、消费电子及导热聚合物材料中,日益受到重视。

迄今为止,在聚合物中添加石墨烯,可以在一定程度上改善复合体系的导热性能,尽管能使聚合物体系导热系数提高一个数量级,但存在如下问题:1石墨烯添加量有限;2无序结构问题存在;3石墨烯–聚合物高界面热阻;这些因素都致使石墨烯-聚合物复合体系的热导率难以有更高突破,阻碍了其在未来热材料中的广泛应用。

然而近日,中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所在石墨烯–聚合物领域有了新的突破。中科院纳米所器件部相关研究员团队石墨烯–聚合物复合体系的热导率方面取得新的重要进展。具体采用高质量薄层石墨烯材料作为高导热填料,定向组装,通过结构控制使石墨烯在聚合物基体中形成有取向的三维阵列,制备了一种各向异性的高导热率复合材料。

中科院纳米所研制的石墨烯–聚合物复合材料的热导率测试结果为33 W(m · K),相对于青铜、不锈钢等合金,导热性能超过了有所提高。其高导热性主要是由于高填充量石墨烯定向组装充分搭接,减少了界面热阻。该材料是目前碳纳米材料聚合物复合材料中最高热导率的材料。