石墨烯導(dǎo)熱材料的案例
石墨烯導(dǎo)熱膜廠家又獲千萬(wàn)級(jí)投資
石墨烯具有目前最高的理論熱導(dǎo)率，該材料在導(dǎo)熱散熱領(lǐng)域方向有著極大的潛力。采用石墨烯作為導(dǎo)熱填料制備的熱界面材料，以及制備的石墨烯散熱膜都成為了熱管理材料領(lǐng)域核心材料。
石墨烯導(dǎo)熱膜是多學(xué)科交叉、復(fù)雜的系統(tǒng)工程。第一，步驟繁瑣、工藝路線長(zhǎng)、工藝控制點(diǎn)多。首先將天然石墨通過(guò)氧化合成做成氧化石墨烯，然后再把它組裝成氧化石墨烯薄膜。而氧化石墨烯薄膜在熱穩(wěn)定化、石墨化后，還要進(jìn)行分級(jí)致密化，才能做成高柔韌性、高密度的導(dǎo)熱膜。在該材料制備過(guò)程中工藝條件較苛刻、材料構(gòu)效關(guān)系復(fù)雜。終端用戶對(duì)材料的要求是全方位的（例如模切、背膠、覆銅封裝等）。并且，多個(gè)技術(shù)指標(biāo)需達(dá)到均衡，再加上技術(shù)指標(biāo)之間相互制約、影響等，這些都為石墨烯導(dǎo)熱膜的制備增加了難度。未來(lái)突破技術(shù)壁壘降低成本是重點(diǎn)的發(fā)展方向之一
2 石墨烯導(dǎo)熱膜的應(yīng)用
現(xiàn)階段石墨烯導(dǎo)熱膜主要應(yīng)用于手機(jī)、平板電腦、音響、耳機(jī)、電子穿戴等消費(fèi)電子行業(yè)、通訊基站行業(yè)、醫(yī)療領(lǐng)域、汽車電子和數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域。
來(lái)源：百度
目前國(guó)內(nèi)外從事石墨烯導(dǎo)熱材料生產(chǎn)和開(kāi)發(fā)的企業(yè)有中石科技、墨睿科技、寶泰隆、杭州高烯科技有限公司、富烯科技、蘇州天脈、碳元科技、深圳壘石、上海利物盛企業(yè)集團(tuán)有限公司、泰興摯富新材料科技有限公司、江蘇斯迪克新材料科技股份有限公司、道明光學(xué)、深圳市深瑞墨烯科技有限公司、中科悅達(dá)（上海）材料科技有限公司、武漢漢烯科技有限公司、星途（常州）碳材料有限責(zé)任公司、佛山市晟鵬科技有限公司、深圳稀導(dǎo)技術(shù)有限公司、Panasonic、GrafTech、Bergquist、Laird等。作為國(guó)家政策重點(diǎn)支持的新材料之一，石墨烯導(dǎo)熱材料下游行業(yè)需求仍在快速增長(zhǎng)，未來(lái)市場(chǎng)空間廣闊。
展開(kāi) 石墨烯基導(dǎo)熱薄膜的研究進(jìn)展
雖然理論上單層石墨烯性能出眾，但當(dāng)將其加工為宏觀材料時(shí)，導(dǎo)熱性能卻顯著降低。這是由于在制備片狀材料過(guò)程中的前期反應(yīng)、組裝以及后處理都會(huì)引入較多缺陷，導(dǎo)致聲子散射嚴(yán)重，熱傳導(dǎo)受阻。到目前為止，國(guó)內(nèi)外多個(gè)研究團(tuán)隊(duì)都開(kāi)展了石墨烯導(dǎo)熱材料的制備研究，并取得了重要的研究成果。
本文簡(jiǎn)要綜述了石墨烯基薄片及其復(fù)合材料的最新研究進(jìn)展，總結(jié)并討論了石墨烯晶粒的橫向尺寸、缺陷，石墨烯基薄片的厚度和密度以及熱處理工藝等影響導(dǎo)熱性能的主要因素，最后，對(duì)目前制備高導(dǎo)熱石墨烯薄膜過(guò)程中存在的問(wèn)題和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了評(píng)述，以期為未來(lái)石墨烯基熱管理材料性能的提高提供指導(dǎo)。
01
石墨烯基導(dǎo)熱材料
自 2004 年，英國(guó)的曼徹斯特大學(xué)的Geim 和 Novoselov首次用透明膠帶機(jī)械剝離獲得了單層的二維石墨烯，關(guān)于石墨烯物理化學(xué)性能的研究報(bào)道便層出不窮，其優(yōu)異的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性更是獲得越來(lái)越多的關(guān)注。目前石墨烯基導(dǎo)熱材料的制備方法主要包括化學(xué)氣相沉積（CVD）、真空抽濾、涂覆等。本節(jié)將總結(jié)目前制備石墨烯基導(dǎo)熱材料的主要方法，并分析未來(lái)進(jìn)一步提高性能的主要途徑。
1.1 少層石墨烯導(dǎo)熱薄膜
CVD 因具有可控、高質(zhì)量生長(zhǎng)石墨烯的優(yōu)點(diǎn)而引起國(guó)內(nèi)外關(guān)注，據(jù)報(bào)道石墨烯薄膜可在多個(gè)襯底上生長(zhǎng)，如 Fe、Cu 和 Ni、Pt 等。例如美國(guó)萊斯大學(xué)的 Lou 和佐治亞理工學(xué)院 Zhu 等通過(guò) CVD 方法制備了石墨烯，并對(duì)其進(jìn)行了原位納米力學(xué)測(cè)試，發(fā)現(xiàn)斷裂應(yīng)力大大低于石墨烯的固有強(qiáng)度。
展開(kāi) 一種基于高導(dǎo)熱/高強(qiáng)度的石墨烯基復(fù)合膜
來(lái)源 | Nano-Micro Letters
00
背景介紹
高導(dǎo)熱、高強(qiáng)度的柔性導(dǎo)熱復(fù)合材料已經(jīng)成為解決高功率密度柔性電子器件散熱問(wèn)題的關(guān)鍵材料。石墨烯基導(dǎo)熱復(fù)合材料因石墨烯本征熱導(dǎo)率高和獨(dú)特的二維結(jié)構(gòu)，賦予其較好的導(dǎo)熱性能。然而復(fù)合材料中石墨烯納米片在干燥時(shí)會(huì)收縮引入褶皺，大大降低了復(fù)合材料導(dǎo)熱性能和力學(xué)性能的進(jìn)一步提高。本文基于面內(nèi)拉伸策略和溶膠-凝膠-薄膜轉(zhuǎn)換法制備了消除石墨烯納米片褶皺的復(fù)合膜，提高了了石墨烯納米片沿面內(nèi)方向的取向度，并進(jìn)一步增強(qiáng)了石墨烯納米片與基體之間的界面相互作用。制備的復(fù)合膜具有高熱導(dǎo)率(146 W/mK)、高拉伸強(qiáng)度(207 MPa)和高熱穩(wěn)定性的優(yōu)點(diǎn)，使其能夠作為熱管理材料有效冷卻柔性電子設(shè)備。石墨烯基導(dǎo)熱復(fù)合材料可作為高效熱管理材料用于冷卻高功率電子器件。然而，將柔性石墨烯納米片組裝成宏觀導(dǎo)熱復(fù)合材料時(shí)，在基于溶液的自發(fā)干燥過(guò)程中，毛細(xì)管力誘導(dǎo)石墨烯納米片向內(nèi)收縮形成褶皺，從而大大降低了復(fù)合材料的熱導(dǎo)率。
02
成果掠影
近日，南京大學(xué)姚亞剛團(tuán)隊(duì)針對(duì)高功率器件的散熱所使用的導(dǎo)熱復(fù)合材料取得最新進(jìn)展。通過(guò)對(duì)具有氫鍵和π-π相互作用的石墨烯納米片/芳綸納米纖維(GNS/ANF)復(fù)合水凝膠網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行平面內(nèi)拉伸，抑制了石墨烯納米片在干燥過(guò)程中由于毛細(xì)作用力導(dǎo)致的向內(nèi)收縮，消除了石墨烯納米片的褶皺并使之在平面內(nèi)高度取向排列，從而產(chǎn)生了快速的面內(nèi)熱傳遞通道。消除了石墨烯納米片褶皺的復(fù)合膜(GNS/ANF-60 wt%)具有高熱導(dǎo)率(146 W/mK)和高拉伸強(qiáng)度(207 MPa)，這些優(yōu)異性能的結(jié)合使GNS/ANF復(fù)合膜能夠有效地用于冷卻柔性LED芯片和智能手機(jī)，在柔性電子設(shè)備的熱管理中顯示出廣闊的應(yīng)用前景。
展開(kāi) 研究 \\ 一種具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性能的石墨烯基熱界面材料
目前，柔性熱界面材料(TIMs)作為TIM被用在芯片散熱的應(yīng)用中。在實(shí)際應(yīng)用中，熱導(dǎo)率和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性是TIMs的兩個(gè)重要參數(shù)。優(yōu)異的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性是保證高導(dǎo)熱TIMs在復(fù)雜體系中長(zhǎng)期運(yùn)行的前提。傳統(tǒng)的TIMs大多采用硅酮基體和導(dǎo)熱填料的復(fù)合材料，但這種基體存在固有的工作溫度范圍窄(<150 ℃)、機(jī)械回彈性差等問(wèn)題限制了材料應(yīng)用。利用純碳基TIMs是一種新興的方法，可以提高導(dǎo)熱性，并在大范圍的工作溫度下實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。然而，絕大多數(shù)碳基TIMs在變形時(shí)的可恢復(fù)性較差，甚至不具有變形性，這極大地限制了其實(shí)際應(yīng)用。
02
成果掠影
近期，浙江大學(xué)高超教授、徐震教授和劉英軍教授以及龐凱博士后共同在高導(dǎo)熱TIM材料的制備取得新的成果。該團(tuán)隊(duì)采用水塑性泡沫(HPF)和界面強(qiáng)化方法制備了碳基石墨烯泡沫材料(GFR)作為柔性TIM。氧化石墨烯(GO)的浸漬增強(qiáng)了GFR內(nèi)部的界面鍵合，使其具有優(yōu)異的結(jié)構(gòu)完整性。它可以在60%的壓縮應(yīng)變下保持10,000次循環(huán)后的機(jī)械穩(wěn)定性，并能夠維持高達(dá)500°C的高溫，這在以前的報(bào)道中從未實(shí)現(xiàn)過(guò)。該團(tuán)隊(duì)證明了GFR-TIM不僅具有很高的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，而且具有比大多數(shù)商用TIMs (5-10 W/mK)更高的導(dǎo)熱系數(shù)(~17.42 W/mK)。GFR-TIM可以作為CPU的高效散熱組件，與商用TIM相比，其散熱效率更高。該項(xiàng)工作提供了一種先進(jìn)的石墨烯基TIM，具有優(yōu)異的環(huán)境適應(yīng)性和抗疲勞性能，擴(kuò)大了其在極端環(huán)境中的應(yīng)用，如高超聲速飛行器、高通量衛(wèi)星和大功率雷達(dá)系統(tǒng)。
展開(kāi) 
高質(zhì)量各向異性石墨烯氣凝膠及其導(dǎo)熱相變復(fù)合材料，用于高效太陽(yáng)能-熱-電能轉(zhuǎn)換
具有高焓值的有機(jī)相變材料（PCM）是理想的儲(chǔ)熱和放熱材料，有望促進(jìn)熱能利用，緩解能源短缺問(wèn)題。然而，普通有機(jī)相變材料固有的吸光性差、導(dǎo)熱性差、形狀穩(wěn)定性弱等缺點(diǎn)嚴(yán)重制約了太陽(yáng)能的吸收、轉(zhuǎn)化和利用。近日，北京化工大學(xué)李曉鋒教授、于中振教授團(tuán)隊(duì)通過(guò)在 2800 °C 下進(jìn)行單向冷凍、凍干、碳化和石墨化，首次設(shè)計(jì)出了由預(yù)氧化聚丙烯腈（OPAN）/氧化石墨烯（GO）成分制成的高質(zhì)量各向異性石墨烯氣凝膠。GO成分能有效地誘導(dǎo)OPAN成分的取向和石墨化，并在石墨化過(guò)程中將其轉(zhuǎn)化為石墨碳。在用石蠟進(jìn)行真空輔助浸漬后，得到了一種最佳的導(dǎo)熱相變復(fù)合材料（PCC），在石墨烯含量為1.07 Vol%的低水平下，其通面導(dǎo)熱系數(shù)提高到了4.36Wm
-1K
-1，形狀穩(wěn)定性得到改善，潛熱保持率高達(dá)99.7%。得益于出色的光吸收和太陽(yáng)-熱轉(zhuǎn)換能力，PCC在太陽(yáng)-熱-電能量轉(zhuǎn)換應(yīng)用中非常高效，在5kWm
-2 的模擬太陽(yáng)光照射下，輸出電壓高達(dá)1181mV。通過(guò)釋放存儲(chǔ)在PCC中的熱能，即使在太陽(yáng)光停止照射后，它也可以繼續(xù)為L(zhǎng)ED燈供電。這項(xiàng)工作為制造具有高潛熱保持率的導(dǎo)熱PCC提供了一種可行而有效的方法，用于高效的太陽(yáng)能-熱能-電能轉(zhuǎn)換。相關(guān)研究成果以“High-Quality Anisotropic Graphene Aerogels and Their Thermally Conductive Phase Change Composites for Efficient Solar–Thermal–Electrical Energy Conversion”為題發(fā)表于《ACS Sustainable Chem. Eng.》。
圖1.（a） PG氣凝膠及其石蠟相變復(fù)合材料的制造示意圖。
展開(kāi) 綜述熱管理材料—石墨烯
因此，只要氧化石墨烯薄片轉(zhuǎn)化為高質(zhì)量的石墨烯，就有可能從氧化石墨烯懸浮液中制備高性能的石墨烯薄膜作為導(dǎo)熱材料。已有多次報(bào)道，通過(guò)1700℃至3000℃的超高溫退火，可以實(shí)現(xiàn)氧化石墨烯的完全還原和石墨烯晶格恢復(fù)。先前的一項(xiàng)研究報(bào)告稱，溶液處理的氧化石墨烯薄膜經(jīng)過(guò)2850℃退火和機(jī)械壓制后，導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)到1400 W/(mK)，這顯示了散熱應(yīng)用的巨大潛力。
2.2 石墨烯基導(dǎo)熱復(fù)合材料
石墨烯獨(dú)特的導(dǎo)熱性能激發(fā)了石墨烯和FLG在TIM、熱復(fù)合材料和涂層中的實(shí)驗(yàn)研究。對(duì)石墨烯復(fù)合材料的初步研究發(fā)現(xiàn)，即使少量的隨機(jī)石墨烯填料也能提高環(huán)氧復(fù)合材料的導(dǎo)熱性。石墨烯熱復(fù)合材料導(dǎo)熱系數(shù)的巨大差異源于制備方法、基體材料、石墨烯質(zhì)量、石墨烯填料橫向尺寸和厚度等因素的差異。早期對(duì)石墨烯填料熱復(fù)合材料的研究大多局限于填料的低負(fù)荷組分，f < 10vol%。最近，由于技術(shù)的發(fā)展和成本的大幅降低，石墨烯的大負(fù)荷復(fù)合材料出現(xiàn)了，情況發(fā)生了變化(見(jiàn)圖6)。
圖6.光學(xué)圖像和微觀形貌。
從基礎(chǔ)科學(xué)和實(shí)際應(yīng)用的角度來(lái)看，具有高負(fù)載分?jǐn)?shù)的石墨烯或FLG填料的復(fù)合材料的熱性能非常有趣。高負(fù)荷導(dǎo)致了復(fù)合材料高的熱滲流。與電滲流相比，熱滲流是一種鮮為人知的現(xiàn)象。電滲流用標(biāo)度律σ ~ (f?fE) t來(lái)描述，其中σ為復(fù)合材料的電導(dǎo)率，f為填料加載體積分?jǐn)?shù)，fE為填料在電滲流閾值處的加載分?jǐn)?shù)，t為臨界指數(shù)。與電導(dǎo)率不同，在大多數(shù)情況下，復(fù)合材料的導(dǎo)熱性不會(huì)隨著加載分?jǐn)?shù)的增加而顯示出明顯的變化。
展開(kāi) 高超團(tuán)隊(duì)石墨烯纖維熱管理領(lǐng)域成果集錦| 導(dǎo)熱散熱展 | 熱管理展
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層間纏結(jié)調(diào)控制備高性能石墨烯基復(fù)合纖維
浙江大學(xué)高分子系許震研究員（共同通訊），劉英軍研究員（共同通訊），西安交通大學(xué)助理教授陳炎（共同通訊）合作提出對(duì)石墨烯基仿貝殼材料層間纏結(jié)調(diào)控的兩個(gè)趨勢(shì)。第一種：引入氫鍵加強(qiáng)纏結(jié)網(wǎng)絡(luò)，獲得材料強(qiáng)度和韌性的同時(shí)提升，制得石墨烯基復(fù)合纖維兼具1.58 GPa的高強(qiáng)度和52 MJ/m3的高韌性。第二種：同時(shí)引入氫鍵和金屬離子鍵，加強(qiáng)纏結(jié)網(wǎng)絡(luò)，獲得高強(qiáng)高模仿生復(fù)合材料，石墨烯基復(fù)合纖維最終達(dá)到2.3 GPa的高強(qiáng)度和253 GPa的高模量，再一次打破了石墨烯基復(fù)合纖維的性能極限。通過(guò)實(shí)驗(yàn)和分子動(dòng)力學(xué)模擬分析了纏結(jié)網(wǎng)絡(luò)在調(diào)控下的微觀作用機(jī)制，為將纏結(jié)增強(qiáng)機(jī)制推廣應(yīng)用到其他由界面相互作用主導(dǎo)的納米復(fù)合材料做了鋪墊。
相關(guān)成果以“High Performance Nacre Fibers by Engineering Interfacial Entanglement”為題發(fā)表于《Nano Letters》期刊。
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高導(dǎo)熱石墨烯復(fù)合碳纖維
浙江大學(xué)高超教授（共同通訊）、許震研究員（共同通訊）、劉英軍副研究員（共同通訊）團(tuán)隊(duì)和上海交通大學(xué)國(guó)鳳林教授團(tuán)隊(duì)（共同通訊）合作提出了一種創(chuàng)新的“二維拓?fù)渚ХN石墨化”策略，取得了高導(dǎo)熱石墨烯復(fù)合碳纖維的新突破。通過(guò)實(shí)驗(yàn)和分子動(dòng)力學(xué)模擬共同揭示了二維拓?fù)渚ХN石墨化的分子機(jī)理。該石墨烯復(fù)合碳纖維的導(dǎo)熱率可達(dá) 850 W/mK（遠(yuǎn)超傳統(tǒng)聚丙烯腈基碳纖維的 32 W/mK），達(dá)到了特種瀝青基碳纖維水平。其比導(dǎo)熱率為 450 mW?m2/kg?K，超過(guò)了眾多纖維材料（金屬纖維和傳統(tǒng)碳纖維）。發(fā)展了低成本高導(dǎo)熱纖維的制備技術(shù)，可促進(jìn)未來(lái)功能纖維在熱管理和柔性儲(chǔ)能等領(lǐng)域應(yīng)用。
展開(kāi) 浙大高超教授團(tuán)隊(duì)Carbon：聚丙烯腈的導(dǎo)熱逆變——基于石墨烯層間限域效應(yīng)的導(dǎo)熱膜制備策略
近年來(lái)，5G技術(shù)、柔性電子器件、航空航天技術(shù)高速發(fā)展，對(duì)高散熱性熱管理材料的需求越來(lái)越高。氧化石墨烯（GO）基薄膜可實(shí)現(xiàn)高熱導(dǎo)率和高柔韌性一體化，且導(dǎo)熱的厚度依賴性小，因此在前沿導(dǎo)熱領(lǐng)域被廣泛研究。不過(guò)GO成本昂貴，在商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中處于劣勢(shì)。工業(yè)上，高性能碳材料通常由制備工藝成熟且價(jià)格低廉的聚丙烯腈（PAN）等高分子材料制備而來(lái)，然而這些高分子均很難轉(zhuǎn)化成高導(dǎo)熱、高導(dǎo)電的碳結(jié)構(gòu)。
“誰(shuí)道人生無(wú)再少，門前流水尚能西”這句詩(shī)描述了古人對(duì)突破逆境的決心和渴望，那么誰(shuí)又能確定PAN等高分子無(wú)法突破難石墨化的瓶頸呢？本工作借鑒了高分子在限域條件下可實(shí)現(xiàn)重新取向或結(jié)晶的現(xiàn)象，以石墨烯二維大分的層疊結(jié)構(gòu)作為高分子的限域空間，以石墨烯六方晶格結(jié)構(gòu)作為高分子的結(jié)構(gòu)模板，研究了在石墨烯的誘導(dǎo)效應(yīng)下，高分子的形態(tài)、分子結(jié)構(gòu)之變，最終實(shí)現(xiàn)了以PAN為主體的導(dǎo)熱膜制備。
本文亮點(diǎn)
（1）發(fā)現(xiàn)了氧化石墨烯對(duì)PAN裂解的層間受限取向化效應(yīng)。通過(guò)GO的限域作用，改變聚丙烯腈分子鏈取向，使其在限域空間內(nèi)進(jìn)行結(jié)構(gòu)重排。在高溫條件輔助下，促使PAN形成高度取向和結(jié)晶的石墨烯片層。
（2）利用了層間受限取向化效應(yīng)制備了高導(dǎo)熱柔性石墨膜。50%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的GO可將其余50%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的PAN完全誘導(dǎo)為sp2碳，實(shí)現(xiàn)了以PAN為主要原料的層狀石墨膜組裝。所制備石墨膜的導(dǎo)熱率和導(dǎo)電率分別為1282 W m-1 K-1和9.94×105 S m-1。
為解析高分子在石墨烯層間誘導(dǎo)的形態(tài)之變，浙江大學(xué)高超教授團(tuán)隊(duì)將聚丙烯腈限域在GO片層間制備復(fù)合薄膜，在2800 ℃熱處理后，實(shí)現(xiàn)了聚丙烯腈的層間限域誘導(dǎo)石墨化過(guò)程，得到了高導(dǎo)熱、高導(dǎo)電的柔性薄膜。
展開(kāi) 一種具有優(yōu)異導(dǎo)熱性能的石墨烯/氮化硼復(fù)合薄膜
然而，室溫下導(dǎo)熱系數(shù)在0.1 ~ 0.5 W/(m K)之間的純聚合物無(wú)法滿足要求。到目前為止，與結(jié)構(gòu)復(fù)雜、合成工藝復(fù)雜的導(dǎo)電聚合物相比，高導(dǎo)熱填料復(fù)合材料因其簡(jiǎn)單有效而得到了廣泛的應(yīng)用。采用氧化鋁、石墨烯(G)、碳化硅和六方氮化硼(h-BN)等多種導(dǎo)電填料增強(qiáng)聚合物基體的導(dǎo)熱系數(shù)。其中，氮化硼納米片(BNNSs, 導(dǎo)熱系數(shù)為400.0 W/(m K)，楊氏模量為865 (GPa)是典型的二維材料，因其低滲透閾值和高縱橫比而備受關(guān)注。然而，由于隨機(jī)分散的BNNSs或部分定向的BNNSs無(wú)法將其各向異性的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮到最高水平，復(fù)合膜通常表現(xiàn)出中等的導(dǎo)熱系數(shù)，與理論預(yù)測(cè)相差甚遠(yuǎn)。因此，高導(dǎo)熱系數(shù)的氮化硼基柔性聚合物薄膜的制備仍是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。
02
成果掠影
近期，中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所的虞錦洪教授、香港理工大學(xué)徐林麗教授和中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所李勇教授取得新進(jìn)展。本文提出了一種基于燃燒合成技術(shù)的快速高產(chǎn)方法，將BNNSs與石墨烯(G)緊密結(jié)合作為雜化填料，將G原位生長(zhǎng)在BNNSs的表面和層間，形成特殊的G@BNNS異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)。由G@BNNS填料和纖維素納米纖維(CNF)基質(zhì)經(jīng)過(guò)濾制成的可折疊導(dǎo)熱復(fù)合薄膜，其面內(nèi)和面外導(dǎo)熱系數(shù)分別為125.0和2.1 W/(mK)。如此高的導(dǎo)熱系數(shù)是由于G與BNNSs的作用降低了界面熱阻。利用該復(fù)合薄膜作為散熱片，可以在大功率LED器件中有效地進(jìn)行高功率條件下的多次循環(huán)散熱，并且可以在平面方向上均勻散熱。研究結(jié)果表明，G@BNNS/CNF薄膜既能滿足現(xiàn)代電子器件的維護(hù)性能，又能滿足熱管理的散熱要求。
展開(kāi) 《自然·材料》重磅：中美合作制備出石墨烯兄弟——單層錫烯！
近日，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國(guó)家研究中心教授王兵和副教授趙愛(ài)迪研究團(tuán)隊(duì)與清華大學(xué)助理教授徐勇、教授段文暉以及美國(guó)斯坦福大學(xué)教授張首晟合作，成功制備出具有純平蜂窩結(jié)構(gòu)的單層錫烯，并結(jié)合第一性原理計(jì)算證實(shí)了其存在拓?fù)淠軒Х崔D(zhuǎn)及拓?fù)溥吔鐟B(tài)。相關(guān)研究成果11月5日在線發(fā)表在《自然·材料》（Nature Materials）雜志上。
類石墨烯結(jié)構(gòu)的IV族元素二維晶體材料及其物性研究，是當(dāng)前凝聚態(tài)物理學(xué)和材料科學(xué)領(lǐng)域的重要焦點(diǎn)。其中，基于元素錫(Sn)的二維類石墨烯晶體錫烯(Stanene)因其具有很強(qiáng)的電子自旋-軌道耦合，被認(rèn)為是繼石墨烯后又一種具有優(yōu)越物理性質(zhì)的新型量子材料。2013年前后理論物理學(xué)家們預(yù)言，錫烯中由于pxy軌道具有遠(yuǎn)強(qiáng)于pz軌道的自旋軌道耦合效應(yīng)，因此s-p軌道的能帶反轉(zhuǎn)可以在布里淵區(qū)中心打開(kāi)數(shù)百毫電子伏的巨大能隙；更巧妙的是，由于pxy軌道是平面內(nèi)的，所以其拓?fù)湫愿鼮轸敯簦灰资艿揭r底和吸附物的影響和破壞。因此，錫烯是一種理想的大能隙二維拓?fù)浣^緣體，有望實(shí)現(xiàn)室溫量子自旋霍爾效應(yīng)，在拓?fù)潆娮訉W(xué)器件應(yīng)用方面具有重要意義。理論同時(shí)還預(yù)言了錫烯有可能被調(diào)控實(shí)現(xiàn)拓?fù)涑瑢?dǎo)態(tài)、優(yōu)越的熱電效應(yīng)、近室溫的量子反常霍爾效應(yīng)等新奇特性。過(guò)去幾年中，國(guó)內(nèi)外多個(gè)研究組在不同的襯底表面制備了單層錫烯，但由于受襯底影響，這些已制備出的錫烯都具有非平面的翹曲結(jié)構(gòu)且均未表現(xiàn)出拓?fù)湮镄浴Ｈ绾沃苽涑鼍哂型負(fù)涮匦缘腻a烯，成為二維類石墨烯材料物性研究亟待突破的重要難題。
純平蜂窩結(jié)構(gòu)錫烯的制備和原子尺度形貌圖（1-3）、結(jié)構(gòu)模型（4-5）、理論計(jì)算（6）和實(shí)驗(yàn)觀測(cè)到的電子能帶結(jié)構(gòu)（7-8）。
經(jīng)過(guò)近三年反復(fù)摸索，研究團(tuán)隊(duì)利用低溫分子束外延技術(shù)成功制備出了具有拉伸晶格結(jié)構(gòu)的單層錫烯。
展開(kāi) 又增2個(gè)SiC項(xiàng)目？近20億營(yíng)收上市公司也在布局
根據(jù)財(cái)報(bào)，溫州宏豐主營(yíng)業(yè)務(wù)為電接觸功能復(fù)合材料、元件、組件及硬質(zhì)合金產(chǎn)品，2020年，溫州宏豐的營(yíng)業(yè)收入約為17.59億元，相比2019年的19.36億元同期下降9.11%，凈利潤(rùn)3493.28萬(wàn)元，比上年同期增長(zhǎng)33.80%。
今年2月19日，溫州宏豐發(fā)布向不特定對(duì)象發(fā)行可轉(zhuǎn)換公司債券預(yù)案，募資資不超過(guò)3.5億元，其中擬募資2000萬(wàn)元用于碳化硅單晶研發(fā)項(xiàng)目。
5月26日，溫州宏豐在投資者互動(dòng)平臺(tái)表示，公司碳化硅項(xiàng)目尚處于研發(fā)階段。
寧波：研發(fā)大尺寸SiC晶圓
5月28日，寧波工程學(xué)院官網(wǎng)宣布，他們和浙江富研新型材料有限公司簽訂了聯(lián)合研發(fā)第三代半導(dǎo)體戰(zhàn)略合作協(xié)議，主要聚焦大尺寸SiC晶圓的研發(fā)，并突破技術(shù)瓶頸實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
據(jù)介紹，寧波工程學(xué)院的材料科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)中心于2013年正式成立，其微納米結(jié)構(gòu)與器件實(shí)驗(yàn)室主要研究領(lǐng)域包括SiC低維納米材料及其微納器件等。
富研新型材料成立于2019年5月，經(jīng)營(yíng)范圍包括新材料技術(shù)推廣服務(wù)和新材料技術(shù)研發(fā)等。
據(jù)新華網(wǎng)報(bào)道，2020年浙江富研新型材料有限公司實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展了IGBT鉆石散熱項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)，這款添加石墨烯導(dǎo)熱材料的芯片，比傳統(tǒng)的芯片散熱效果提升了好幾倍。
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“黑金”曲折的誕生史
公司產(chǎn)品涉及石墨烯膜、石墨烯導(dǎo)熱板、石墨烯導(dǎo)熱墊片、石墨烯微片、石墨烯導(dǎo)熱片等多種石墨烯產(chǎn)品，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于中高端智能手機(jī)、平板電腦等消費(fèi)電子產(chǎn)品，以及筆記本電腦、智能可穿戴設(shè)備、ICT設(shè)備、航空航天、醫(yī)療器械等領(lǐng)域，并逐步向半導(dǎo)體封裝、新能源汽車等熱管理領(lǐng)域拓展。
（2）中石科技
公司可提供的產(chǎn)品主要有高導(dǎo)熱石墨產(chǎn)品（人工合成石墨、石墨烯高導(dǎo)熱膜、可折疊石墨等）、導(dǎo)熱界面材料、熱管、均熱板、熱模組、EMI屏蔽材料、粘接材料、密封材料等。
（3）墨睿科技
墨睿科技是一家專門從事石墨烯等低維納米材料應(yīng)用開(kāi)發(fā)的高科技新材料公司，擁有一支由多名海外引進(jìn)高層次人才帶領(lǐng)的石墨烯領(lǐng)域國(guó)際一流的科研團(tuán)隊(duì)，掌握多種石墨烯制備技術(shù)及數(shù)十項(xiàng)國(guó)際國(guó)內(nèi)專利，在石墨烯領(lǐng)域擁有三項(xiàng)世界第一，亦是全球首家完成石墨烯原料生產(chǎn)到導(dǎo)熱膜制備的全鏈條生產(chǎn)的公司。
（4）寶泰隆
寶泰隆新材料股份有限公司是集清潔能源、煤基石油化工生產(chǎn)；石墨深加工、石墨烯及應(yīng)用、針狀焦及鋰電原材料等新材料開(kāi)發(fā)；石墨和煤炭開(kāi)采及洗選；發(fā)電及供熱民生服務(wù)于一體的大型股份制企業(yè)。
（5）杭州高烯科技有限公司
杭州高烯科技有限公司是國(guó)家級(jí)專精特新“小巨人”企業(yè)、國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)，公司秉承首創(chuàng)（First）、極致（Best）、使命（Most）“3T”經(jīng)營(yíng)理念，致力于單層氧化石墨烯及其宏觀組裝材料的研發(fā)、生產(chǎn)及技術(shù)服務(wù)。成功開(kāi)發(fā)出石墨烯“1+3+3型”產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)和產(chǎn)品。
（6）蘇州天脈
蘇州天脈成立于2007年，主營(yíng)業(yè)務(wù)為導(dǎo)熱散熱材料及元器件的研發(fā)、生產(chǎn)及銷售,主要產(chǎn)品包括熱管、均溫板、導(dǎo)熱界面材料、人工石墨膜等，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)、筆記本電腦等消費(fèi)電子以及安防監(jiān)控設(shè)備、汽車電子、通信設(shè)備等領(lǐng)域。
展開(kāi) 西安交大：新型石墨烯夾層材料
針對(duì)這一問(wèn)題，近日，化工學(xué)院李明濤課題組設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一種具有二維結(jié)構(gòu)g-C3N4/石墨烯保護(hù)層的正極材料，獲得了長(zhǎng)循環(huán)壽命的鋰硫電池。論文《一種二維層狀g-C3N4/石墨烯復(fù)合型正極夾層增強(qiáng)鋰硫電池循環(huán)性能研究》發(fā)表在國(guó)際著名期刊《可持續(xù)能源材料化學(xué)》（ChemSusChem）并入選為封面文章。西安交大屈龍講師為第一作者，李明濤副教授為第一通訊作者，美國(guó)橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室戴勝教授為共同通訊作者。
論文鏈接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cssc.201802449
該工作創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)了一種二維插層結(jié)構(gòu)的g-C3N4/石墨烯夾層，如同在電池正負(fù)極之間構(gòu)建了多層“防鯊網(wǎng)”，不僅能通過(guò)物理和化學(xué)雙重作用阻擋多硫化物在正負(fù)極之間穿梭，還能加快Li+的擴(kuò)散，從而大大提升電池的循環(huán)壽命。該論文對(duì)提升鋰硫電池電化學(xué)性能及進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化具有理論指導(dǎo)意義。
李明濤副教授課題組長(zhǎng)期從事新一代二次電池正極材料及鋰離子電池固態(tài)電解質(zhì)等材料的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，近期在著名國(guó)際期刊上發(fā)表SCI論文多篇。
來(lái)源：西安交大
展開(kāi) 應(yīng)用石墨烯材料的大功率LED散熱仿真
由于這些封裝材料的導(dǎo)熱系數(shù)低，熱阻大，導(dǎo)致散熱成為一大瓶頸。優(yōu)異的高導(dǎo)熱材料是解決電子器件和設(shè)備散熱的關(guān)鍵。自從 2004 年英國(guó)曼切斯特大學(xué)采用剝離法制得石墨烯材料后，石墨烯材料的強(qiáng)大散熱性能得到廣泛重視，石墨烯開(kāi)始應(yīng)用于電子器件的散熱。當(dāng)石墨膜嵌入石墨烯時(shí)可使石墨散熱膜材料具有高達(dá)近 2 200 W/(m·K)[2]以上的導(dǎo)熱系數(shù)。目前的很多手機(jī)的散熱片都是用石墨材料制成[3]，像華為石墨烯基鋰離子電池里面的“石墨烯”用于提升鋰離子電池散熱效果。石墨烯改善散熱的主要是因?yàn)樗谄矫鎯?nèi)極高的導(dǎo)熱率從而將熱源處的溫度能快速導(dǎo)出和石墨表面增強(qiáng)紅外線輻射散熱效果。研究石墨烯優(yōu)良的導(dǎo)熱性能，將石墨烯與鋁散熱器基底進(jìn)行結(jié)合進(jìn)行熱仿真分析，研究了石墨烯對(duì)于降低LED結(jié)溫的效果。
1 改進(jìn)的LED散熱器結(jié)構(gòu)
常見(jiàn)的散熱器有擠壓的型材散熱器、焊接散熱器、叉翅散熱器、針狀散熱器四類。其中擠壓的型材散熱器在LED 散熱占據(jù)很大的市場(chǎng)。燈芯產(chǎn)生的熱量借助于散熱器以及空氣自然對(duì)流擴(kuò)散到空氣中，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輸入功率低、成本低以及壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。不足點(diǎn)是鋁散熱器的導(dǎo)熱率比較低，只有270 W/(m·K)。
展開(kāi) 福特利用石墨烯材料降低發(fā)動(dòng)機(jī)噪音
石墨烯（Graphene）其實(shí)就是單層石墨，強(qiáng)度大（比鋼強(qiáng)200倍）且導(dǎo)電性優(yōu)。據(jù)外媒報(bào)道，福特宣布將在福特F－150皮卡車和福特野馬（Ford Mustang）等乘用車的引擎蓋下使用石墨烯。
與Eagle Industries和XG Sciences合作，福特提出一種方法，將在燃油導(dǎo)軌蓋、泵蓋和前發(fā)動(dòng)機(jī)蓋等十多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)艙部件中采用石墨烯材料。石墨烯非常薄，但是非常柔韌，且具有非常強(qiáng)的隔音性能，其將與泡沫材料混合，形成在強(qiáng)度和降噪方面都非常優(yōu)異的新部件。
測(cè)試顯示，與沒(méi)有任何石墨烯含量的相同泡沫材料相比，福特的含石墨烯泡沫材料可將噪音降低17％，機(jī)械性能提高20％，耐熱性能提高30％，而且最重要的是，含石墨烯的材料并沒(méi)有增加部件重量。
雖然部件添加蓋子通常會(huì)增加重量，從而損害汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性，但是石墨烯具輕質(zhì)特性，實(shí)際上，其會(huì)降低整體部件的重量。福特可持續(xù)發(fā)展和新興材料高級(jí)技術(shù)負(fù)責(zé)人Debbie Mielewski表示：“我們?nèi)〉玫耐黄撇辉谟?em>材料本身，而在于我們?nèi)绾问褂迷?em>材料。我們使用非常小的量，不到0．5％的石墨烯就可顯著提升部件耐用性、降噪性并且減輕重量。”
福特表示，今年年底，該新石墨烯材料將用于福特F－150和福特野馬車型發(fā)動(dòng)機(jī)艙部件的生產(chǎn)，之后再將其擴(kuò)展用于福特乘用車陣容中的其他車型。
來(lái)源：OFweek中國(guó)高科技行業(yè)門戶
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