石墨烯的案例
中芯國際回應業務未涉及石墨烯晶圓，網友質疑萬物皆可石墨烯？石墨烯芯片到底是什么？
中芯國際是國內最大也是最先進的晶圓制造廠，目前量產的最先進工藝是14nm，但與臺積電、三星的5nm相比，還落后兩三代工藝，總有人期望國內的公司能夠彎道超車，最近有傳聞稱中芯國際開始進軍石墨烯晶圓市場，甚至希望他們與中科院合作，研發生產國產的石墨烯芯片。
對于這一問題，中芯國際日前在互動平臺上表示，公司目前業務未涉及石墨烯晶圓領域，否認了與石墨烯晶圓相關的消息。
除了芯片，石墨烯在新能源汽車領域也曾引發巨大討論。
2021 年初舉辦的某電動車論壇上，中國科學院院士歐陽明高公開表示：
“ 如果有人告訴你，這車能跑 1000 公里，幾分鐘充滿電，還安全，成本又很低。以目前的技術來講，他一定是騙子。”
而就在該論壇舉辦前不久，汽車制造商廣汽埃安發布了一張全新電池科技的海報，其中就包含了上述字眼，更是提到了石墨烯材料：
作為近年來熱度比較高的新興科技概念，
石墨烯被認為是高科技的代名詞
，除了石墨烯電池，在網上隨便一搜就可以看到更多奇奇怪怪的“石墨烯產品”：石墨烯內衣褲、石墨烯面膜等等。可以這么說，正如前些年“納米”概念盛行的時候，任何產品前面加上這兩個字，價格就會翻個幾倍，最近網絡上的“石墨烯產品”基本上也都是如此。
甚至有人嘲諷“石墨烯”概念就是碩士，博士用來水論文的。
但是石墨烯概念被商家濫用并不意味著石墨烯就完全沒有了研究前景。
石墨和石墨烯有關的材料可以廣泛應用在電池電極材料、半導體器件、透明顯示屏、傳感器、電容器、晶體管等方面。
展開 【杜巴在線知識小講座】石墨烯如何生產？淺析?石墨烯生產方法
石墨烯如何生產？石墨烯的生產制備方法有機械剝離法、化學氣相沉積法（CVD）、氧化-還原法、溶劑剝離法、溶劑熱法、高溫還原、光照還原、外延晶體生長法、微波法、電弧法、電化學法等。前四種最為常用，下面進一步介紹這四種石墨烯生產方法。
機械剝離法
當年Geim研究組就是利用3M的膠帶手工制備出了石墨烯的，但是這種方法產率極低而且得到的石墨烯尺寸很小，該方法顯然并不具備工業化生產的可能性。
化學氣相沉積法（CVD）
化學氣相沉積法主要用于制備石墨烯薄膜，高溫下甲烷等氣體在金屬襯底（Cu箔）表面催化裂解沉積然后形成石墨烯。CVD法的優點在于可以生長大面積、高質量、均勻性好的石墨烯薄膜，但缺點是成本高工藝復雜存在轉移的難題，而且生長出來的一般都是多晶。
氧化-還原法
氧化-還原法是指將天然石墨與強酸和強氧化性物質反應生成氧化石墨（GO），經過超聲分散制備成氧化石墨烯，然后加入還原劑去除氧化石墨表面的含氧基團后得到石墨烯。氧化-還原法制備成本較低容易實現，成為生產石墨烯的最主流方法。但是該方法所產生的廢液對環境污染比較嚴重，所制備的石墨烯一般都是多層石墨烯或者石墨微晶而非嚴格意義上的石墨烯，并且產品存在缺陷而導致石墨烯部分電學和力學性能損失。
溶劑剝離法
溶劑剝離法的原理是將少量的石墨分散于溶劑中形成低濃度的分散液，利用超聲波的作用破壞石墨層間的范德華力，溶劑插入石墨層間，進行層層剝離而制備出石墨烯。此方法不會像氧化-還原法那樣破壞石墨烯的結構，可以制備高質量的石墨烯。缺點是成本較高并且產率很低，工業化生產比較困難。
石墨烯的生產會越來越好
目前市場上好多廠家生產的石墨烯，石墨片層數目不等，表面存在大量的缺陷和官能團，無論是導電性、導熱性還是機械性都跟獲得諾貝爾獎的石墨烯是兩回事。
展開 50-600nm厚度的高遷移率、柔性大面積石墨烯薄膜
50-600nm厚度的高遷移率、柔性大面積石墨烯薄膜
50-600nm厚度的高遷移率、柔性大面積石墨烯薄膜
來源 | Nano-Micro Letters 原文 | https://doi.org/10.1007/s40820-023-01032-6 01 背景介紹 石墨烯納米膜是石墨烯的體相形態之一，其繼承了單層石墨烯的原子結構和電子、聲子行為特征，同時具有寬的作用截面、長的載流子弛豫時間，是良好的熱學、電學以及光電研究平臺。目前，石墨烯納米膜的可控制備尚未實現。本文以氧化石墨烯(GO，杭州高稀科技)/聚丙烯腈(PAN)復合薄膜為前驅體，利用基底替換和協同石墨化策略，制備了大面積、密堆積的組裝石墨烯納米膜(nMAG)(橫向尺寸，20cm；厚度范圍，50-600 nm)。nMAG具有良好的電學性能：載流子遷移率，1540 cm2V?1 s?1；電導率，2.04 MS m?1；載流子壽命4.7 ps。將其應用于電磁屏蔽，nMAG的高電導率降低了其最低商用厚度(100 nm，20 dB)；將其應用于紅外探測，nMAG的強光致熱發射效應將石墨烯/硅二極管的響應波長從1.5 μm擴展到了4 μm。此外，作者將nMAG(200 nm)和聚乙烯醇(PVA)層層組裝成10 μm厚的石墨烯膜，通過PVA的分解構建nMAG氣體逸散通道，抑制氣囊的產生、降低組裝石墨烯厚膜的褶皺密度，進而提升薄膜導電、導熱能力。 展到了4 μm。此外，作者將nMAG(200 nm)和聚乙烯醇(PVA)層層組裝成10 μm厚的石墨烯膜，通過PVA的分解構建nMAG氣體逸散通道，抑制氣囊的產生、降低組裝石墨烯厚膜的褶皺密度，進而提升薄膜導電、導熱能力。 02 成果掠影 浙江大學高超課題組以氧化石墨烯(GO，28 μm，杭州高稀科技)/聚丙烯腈(PAN)薄膜為前驅體，利用基底替換和協同石墨化策略，制備了大尺寸和緊密堆疊的組裝石墨烯納米膜(nMAG，橫向尺寸20 cm，厚度范圍50-600 nm)。
展開 石墨烯在涂料中的應用
石墨烯具有高比表面積、快速導電性、優良的化學穩定性、高導熱性和高硬度等特性使其在涂料中得到廣泛應用，并獲得了較好的應用成果。
一、石墨烯結構特性
石墨烯是一種新型的由碳原子構成的單層片狀結構的二維材料，是一種由碳原子以 sp2 雜化軌道組成的六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，可以看作是一層被剝離的“石墨片”，被認為是零維的富勒烯、一維的碳納米管和三維的體相石墨的母體。理論上石墨烯是構成其他維度碳材料的基本材料，石墨烯不僅可以覆蓋成零維的富勒烯，也可以卷曲成一維的碳納米管，還可以堆積成三維的石墨。
石墨烯是世界上迄今發現最薄的納米材料（晶瑞單層0.5-1.5nm），石墨烯薄膜只有1個碳原子厚度，10 萬層石墨烯疊加起來的厚度約為1根頭發絲的直徑，而且由于吸光率很低，只有 2.3%，它的外觀幾乎是完全透明的。同時，石墨烯又是已知在世上強度最高的材料之一，其強度高達 130 GPa，比最好的鋼鐵還要高100倍，要拉斷相同截面的單層石墨烯所需的力是鋼材的200倍。另外，石墨烯還是良好的導熱體，導熱系數高 5300W/m·K，高于碳納米管和金剛石。而且，石墨烯獨特的載流子特性，使其電子遷移率達2×105cm2/(V·s)，超過硅 100 倍，且幾乎不隨溫度變化而變化。綜上可知，石墨烯納米材料具有“至薄、至堅”、優良的導熱性和電子遷移率等特性。
1、石墨烯在防腐涂料中的應用
1.1 環氧富鋅防腐涂料
均勻分散的石墨烯（晶瑞單層0.5-1.5nm）能在涂層中形成物理隔絕層，起到屏蔽作用。將其加入到環氧富鋅漆中，可在涂料中形成網狀導電結構，提高鋅粉的利用率，加強鋅粉對鋼板的陰極保護作用，具有更佳的保護效果。有研究表明，在環氧富鋅防腐涂料中添加 1.0%的石墨烯，可使耐鹽霧性從 624h 提高到 2500h，防腐性能提高明顯。
展開 
石墨烯基散熱薄膜的研究進展
如圖1所示，機械剝離懸浮石墨烯的固有k為5300 W/mk(遠高于塊狀石墨的2000 W/mk或單壁碳納米管的3500W/mk，這是Balandin小組首次用拉曼技術測量的。此后，石墨烯由于其極高的k和優異的力學性能，被認為是有前途的替代品之一，并推動了對石墨烯及其衍生物的各種研究，如石墨烯薄膜，纖維，復合材料和層壓板用于熱管理應用。
圖1.各種碳材料的熱導率圖解
本文綜述了近年來石墨烯基薄膜及其復合材料在散熱方面的研究進展。然后，對石墨烯的官能化、石墨烯片的橫向尺寸和取向等影響其散熱效率的主要因素進行了總結和討論。在這篇綜述的最后，評論了挑戰和發展趨勢，為下一代基于石墨烯的二維熱管理材料提供指導。
01
石墨烯散熱膜
在本節中，介紹了制備的最新技術綜述了石墨烯薄膜及其衍生物，包括不同的前驅體及其對改善石墨烯薄膜k的貢獻。
1.1 單層或多層石墨烯薄膜
為了獲得具有完美晶格結構的單層石墨烯，高取向熱解石墨膜(HOPG)的機械剝離是最可行的方法之一。這些微尺寸的石墨烯片被廣泛用于石墨烯晶格中傳熱或聲子輸運的基礎研究。另一方面，隨著化學氣相沉積(CVD)技術的快速發展，高質量的單層或多層石墨烯薄膜可供研究或應用。Gao等人將熱CVD法應用于單層石墨烯薄膜的生長。應用于Pt芯片時，熱點溫度從394 K降至381 K。超高速生長技術推動了CVD石墨烯的規模化制備。例如，一英寸大小的單晶石墨烯在Cu-Ni合金襯底上快速生長。Xu等人開發了一種供氧的超快速CVD來生長單晶石墨烯。但由于石墨烯從襯底轉移而不破壞晶格結構相對困難，因此CVD石墨烯薄膜作為導熱材料的應用仍然存在障礙。
展開 綜述熱管理材料—石墨烯
圖8.制備的氧化石墨烯纖維織物(GOFFs)和石墨烯纖維織物(GFFs)的濕熔組裝機理和形態。
2.4 石墨烯復合材料
石墨烯層疊板已被證明用于表面保護、海水淡化、氣體不滲透屏障和電磁干擾屏蔽。但是石墨烯層壓板在熱涂層中的應用越來越受歡迎。通常，在石墨烯層壓板中，石墨烯沉積在各種襯底上，包括聚合物(聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET))和金屬(銅，鋁)。在石墨烯層壓板中，石墨烯片通過粘合劑或范德華力結合在一起。到目前為止，已經開發了幾種簡單的石墨烯層壓板制造技術，包括CVD、滴鑄、旋涂、噴涂和浸涂。通過涂覆石墨烯來制造層壓板結構，塑料襯底的導熱系數提高了600倍，銅薄膜的導熱系數提高了24%(圖9)。
圖9.石墨烯層壓板。
2.5 石墨烯復合材料
2.5.1 石墨烯泡沫
石墨烯泡沫由石墨烯組裝成多孔的宏觀泡沫狀結構。泡沫的多孔性使得石墨烯泡沫的有效導熱系數非常低，在固體濃度約為0.45 vol%時，其導熱系數為0.26至1.7 W/(mK)。盡管如此，石墨烯泡沫表現出接近金屬泡沫的導熱性，其孔隙度更高一個數量級。此外，石墨烯泡沫具有非常高的可壓縮性，使其對TIM應用具有吸引力。石墨烯泡沫主要通過石墨烯CVD在Ni泡沫上合成，隨后蝕刻Ni模板，留下獨立的石墨烯結構。通過冷凍鑄造或水熱還原氧化石墨烯懸浮液也可以形成類似的結構。作為獨立結構，石墨烯泡沫和石墨烯/碳納米管氣凝膠已被證明可用于TIM應用，壓縮石墨烯泡沫的導熱系數約為88 W/(mK)(圖12)，并且在非常低的壓力下具有低熱界面阻力[179]。使用h-BN也證明了類似的結構，壓縮h-BN泡沫的平面導熱系數高達62 W/(mK)。
展開 石墨烯在液體表面的可控生長
文中描述了均勻單層石墨烯的制備以及具有特殊形貌單晶的可控合成和刻蝕行為，并介紹了石墨烯在液體表面的組裝策略，以及基于液態金屬所實現的石墨烯的無聚合物輔助轉移和其在絕緣基底上的直接生長，證實了液態表面在石墨烯生長方面的優越性。最后，本文還探討了石墨烯在液體表面上生長的前景和該方法的發展方向。
【圖文導讀】
圖1 液態Cu表面CVD生長均勻單層石墨烯
a）在液態Cu表面上CVD生長六方石墨烯單晶的過程示意圖。
b）均勻分散的石墨烯六角形單晶；
c）具有有序結構的自對準石墨烯六角形單晶；
d）連續且均勻的石墨烯膜。
e）用液體表面上生長的石墨烯構筑的器件；
f）具有不同寬度和用不同方法轉移的石墨烯器件的電阻率；
g）具有不同寬度的石墨烯器件的飽和電流密度（Is）。插圖顯示了一個器件的電流飽和行為。
圖2 液態Ga表面CVD生長均勻單層石墨烯
a）石墨烯在液態金屬Ga上的生長過程示意圖；
b）轉移到SiO2/Si基底上后的石墨烯膜的光學照片；
c）所構造的底柵石墨烯FET器件的SEM圖像；
d）在大氣環境下石墨烯FET器件的典型傳輸曲線；
e）凝固過程中液態Cu、固態Cu和液態Cu固化表面中碳分布的示意圖。
圖3 在Ni–Ga液態合金上生長均勻單層的石墨烯
a）在Ni–Ga合金上均勻單層石墨烯的生長過程的示意圖；
b）生長之前和之后的Ni–Ga合金的XRD光譜圖；
c）轉移到SiO2/Si基底上的單層石墨烯膜的光學照片；
d）在Ni–Ga合金上生長石墨烯后的XPS深度分析。
展開 物理所高鴻鈞、杜世萱AM: 石墨烯/硅烯范德華異質結構中的穩定硅烯
【引言】
作為石墨烯的二維類似物，硅烯最近成為科研人員廣泛研究的材料。理論上預測的硅烯和基于硅烯的范德瓦爾斯異質結雖然具有令人感興趣的物理性質，但是由于硅烯在空氣中易于氧化，目前來說，在實驗上制備此類器件仍然具有很大的挑戰性。
【成果簡介】
近日，中國科學院物理研究所高鴻鈞、杜世萱（共同通訊）等研究人員通過硅插層方法成功制備了石墨烯/硅烯范德瓦爾斯異質結構。密度泛函理論計算顯示石墨烯和硅烯層之間的相互作用較弱，證實了范德華異質結構的形成。他們首先在Ru(0001)襯底上生長石墨烯層，并在其下插入硅原子以構筑硅烯。同時，他們通過控制硅的量，在石墨烯下制備不同類型的硅烯納米結構并通過掃描隧道顯微鏡（STM）成像分析。在低劑量下，在石墨烯摩爾圖案的頂部（atop）區域下周期性排列的硅烯納米片段陣列是一種新型的本征圖案化的二維材料；而在較高劑量下，插入的Si形成硅烯單層。在更高的Si劑量下，在石墨烯和基底之間則形成多層硅烯。將所制備的石墨烯/硅烯異質結構在環境條件下暴露兩周，沒有顯示出可觀察到的損壞，表明了其良好的空氣穩定性。該研究發表于Advanced Materials，題為“Stable Silicene in Graphene/Silicene Van der Waals Heterostructures”。文章第一作者為物理所李更。
【圖文導讀】
圖1.
展開 一文專業看懂石墨烯行業
自從英國曼徹斯特大學物理學家安德烈·海姆(Andre Geim)和康斯坦丁·諾沃肖洛夫(Konstantin Novoselov)二人因為“二維石墨烯材料的開創性實驗”共同獲得2010年諾貝爾物理學獎之后，任何與石墨烯有關的新聞或者研究成果都受到了人們極大的關注。
最近兩年，石墨烯相關產業在國內也是如火如荼，尤其是石墨烯制備生產企業，如雨后春筍一般。國際上當然也沒閑著，比如一則轟動性的新聞報道宣稱：西班牙Graphenano公司(一家工業規模生產石墨烯的公司)同西班牙科爾瓦多大學合作研究出全球首個石墨烯聚合材料電池，儲電量是目前市場最好產品的3倍，用此電池提供電力的電動車最多能行駛1000公里，而充電時間不到8分鐘。
導讀：
石墨烯從2004年首次被分離出來，2010年石墨烯發現者獲得諾貝爾獎后為大家所熟知，到今天只有短短十幾年的時間。盡管全球石墨烯產業目前尚處于早期階段，但由于公眾對石墨烯新材料的熱捧，導致石墨烯產業虛火過旺，呈現出了“忽如一夜春風來，千樹萬樹梨花開”的虛假繁榮景象。
特別是一些石墨礦資源相對豐富的地區，更是把石墨礦混同于石墨烯，把發展石墨烯產業視為當地經濟轉型升級的“靈丹妙藥”，紛紛規劃建設石墨烯產業園。
毋庸置疑，石墨烯作為新材料產業的先導，在帶動傳統制造業轉型升級，培育新興產業增長點，推動大眾創業、萬眾創新的作用越來越顯著。在國家政策引導下，各地紛紛布局石墨烯。目前，我國石墨烯全產業鏈雛形初現，覆蓋從原料、制備、產品開發到下游應用的全環節，已基本形成以長三角、珠三角和京津冀魯區域為集合區，多地分布式發展的石墨烯產業格局。2016年，我國石墨烯市場總體規模突破40億元，已形成新能源領域應用、大健康領域應用、復合材料領域應用、節能環保領域應用、石墨烯原材料、石墨烯設備六大細分市場。
展開 深度解析石墨烯的缺陷對其性質的影響
石墨烯缺陷形成原因多樣，形成的位置也多表現為隨機和不可控性，這就使石墨烯缺陷與性質的關系量化變的較為困難，但即使如此，基于石墨烯潛在的巨大應用前景，相關理論和實驗研究已經開展起來。將把石墨烯缺陷對其性質的影響研究分為磁性質，電性質，力學性質、熱學性質和化學性質五個方面進行論述。
1
石墨烯缺陷對其磁性能的影響
盡管理論上的無缺陷理想石墨烯本身并非磁性材料，但是具有缺陷的石墨烯卻在磁場中表現出了響應信號，這極大的引起了科學家們的興趣。Wang Yan等人研究了氧化石墨烯及由其高溫還原制備的石墨烯材料的磁滯曲線，發現與氧化石墨烯不同，在惰性氣氛下，400 °C 和 600 °C 還原的氧化石墨烯于室溫下具有鐵磁性。研究認為：這樣的鐵磁性是由高溫狀態下，氧化石墨烯脫除含氧官能團后形成的本征缺陷導致的。氧化石墨烯在高溫還原時會出現新的本征缺陷已經被一些研究報道，缺陷的出現會導致石墨烯具有鐵磁性也有研究發表。
但高溫還原具體會出現何種本征缺陷，這些缺陷又怎么具體影響石墨烯磁性質還有待研究，顯然，這個問題有其本身的復雜性，這點在 Wang Yan 等人的研究中也有所體現：800 °C 還原的氧化石墨烯室溫下不具有鐵磁性，不滿足 400 °C和600 °C還原的氧化石墨烯的磁性規律。Sepioni等人的研究更是明確的指出：石墨烯在 2 – 300 K 的溫度范圍內沒有鐵磁性。單就結論來看，幾位研究者的結論似乎相悖，但如果仔細比較過程，不難發現，Wang Yan 等人用作測試的石墨烯使用的工藝路線是還原氧化石墨烯，而Sepioni 等人的研究使用的石墨烯是利用溶劑超聲剝離法制備的。
顯然，兩種不同路線制備的石墨烯很可能在二維尺度，三維厚度，特別是晶缺陷的類型上不具有可比性。
展開 有機改性氧化石墨烯/尼龍纖維的性能研究
以氧化石墨烯為原料，制備有機改性氧化石墨烯，提高石墨烯的分散穩定性，并將其加入到尼龍粉體中，采用熔融紡絲工藝制備有機改性氧化石墨烯/尼龍纖維。
通過X射線衍射、紅外光譜、掃描電鏡、X射線光電子能譜分析等儀器，分析了石墨烯、氧化石墨烯和有機改性氧化石墨烯的結構、形態和分散性特征，結果表明：由改性的氧化石墨烯原料制備的尼龍纖維，物理性能優異，并具備石墨烯特性，具有抗菌、抗紫外、防螨蟲和遠紅外理療等功能。
隨著社會的發展和人民生活水平的提高，人們對紡織品的需求不僅僅在于保暖、耐用和舒適等傳統要求，而是更加追求功能化。石墨烯是從石墨上剝離出來的，是目前發現的可以穩定存在的最薄的、厚度只有一個原子的二維納米材料。其特殊的結構使其具有優異的物理和化學性能，在材料、生物醫藥等方面都有重要的應用市場。以當前的工藝，純石墨烯纖維無法實現量產化，因此需將石墨烯與其他化學纖維相結合，制備出石墨烯復合纖維。由于石墨烯的存在，復合纖維具有抗菌、防螨、遠紅外發熱和抗紫外等功能。本試驗主要研究了一種有機改性氧化石墨烯/尼龍纖維的制備方法，通過“石墨—石墨烯—氧化石墨烯—有機改性氧化石墨烯”的制備技術，將改性后的氧化石墨烯原料與尼龍樹脂通過熔融紡絲工藝制備出具有良好抗菌、防螨、遠紅外發熱、抗紫外等功能的纖維產品。
實驗過程
1、原
?
料
氧化石墨烯，南通強生石墨烯科技有限公司產；
尼龍切片，中國石油化工股份有限公司產；
十六烷基三甲基氯化銨，山東邦化油脂化學有限公司產。
?
2、有機改性氧化石墨烯的制備
石墨烯經高溫氧化、插層剝離法制得氧化石墨烯，再利用氧化石墨烯表面的含氧基團與十六烷基三甲基氯化銨進行氨基反應制備出有機改性氧化石墨烯。
展開 
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自從安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫二人因為“二維石墨烯材料的開創性實驗”共同獲得2010年諾貝爾物理學獎之后，任何與石墨烯有關的新聞或者研究成果都受到了人們極大的關注。 國際上當然也沒閑著，比如一則轟動性的新聞報道宣稱：西班牙Graphenano公司研究出全球首個石墨烯聚合材料電池，儲電量是目前市場最好產品的3倍，用此電池提供電力的電動車最多能行駛1000公里，而充電時間不到8分鐘。
導讀
石墨烯從2004年首次被分離出來，2010年石墨烯發現者獲得諾貝爾獎后為大家所熟知，到今天只有短短十幾年的時間。盡管全球石墨烯產業目前尚處于早期階段，但由于公眾對石墨烯新材料的熱捧，導致石墨烯產業虛火過旺，呈現出了“忽如一夜春風來，千樹萬樹梨花開”的虛假繁榮景象。
特別是一些石墨礦資源相對豐富的地區，更是把石墨礦混同于石墨烯，把發展石墨烯產業視為當地經濟轉型升級的“靈丹妙藥”，紛紛規劃建設石墨烯產業園。
毋庸置疑，石墨烯作為新材料產業的先導，在帶動傳統制造業轉型升級，培育新興產業增長點，推動大眾創業、萬眾創新的作用越來越顯著。在國家政策引導下，各地紛紛布局石墨烯。目前，我國石墨烯全產業鏈雛形初現，覆蓋從原料、制備、產品開發到下游應用的全環節，已基本形成以長三角、珠三角和京津冀魯區域為集合區，多地分布式發展的石墨烯產業格局。2016年，我國石墨烯市場總體規模突破40億元，已形成新能源領域應用、大健康領域應用、復合材料領域應用、節能環保領域應用、石墨烯原材料、石墨烯設備六大細分市場。
但是，熱鬧的背后是亂象，一時的繁華帶來的只有永久的傷痛。
展開 應用石墨烯材料的大功率LED散熱仿真
當忽略了石墨烯與散熱器之間粘接熱阻的情況下，在使用石墨烯材料加強散熱后，通過對單顆燈珠和多顆燈珠的仿真分析，可初步得出：石墨烯對降低LED結溫效果明顯，很有發展潛能。石墨烯散熱的效果和石墨烯的厚度之間關聯性較小。在考慮經濟性的原則下，當制造石墨烯納米材料工藝足夠成熟時，只需在散熱器基底鍍上納米厚度的石墨烯便可以改善散熱效果。實驗還對相同面積不同石墨烯形狀進行了溫度比對，發現形狀的改變對散熱效果的影響不大，圓形石墨烯比矩形石墨烯散熱效果稍微好點。
3 結論
本文從石墨烯材料的散熱原理出發，將石墨烯與鋁散熱器基板上表面結合，通過熱仿真分析方法對兩種LED燈具模型進行熱仿真分析。通過分析仿真結果可得出：在散熱器基底上表面增加石墨烯材料后，由于石墨烯材料在平面二維方向上的的超高導熱率，能大力改善鋁散熱器結構的散熱效果，相比沒有使用石墨烯的LED燈模型，使用石墨烯材料可使 LED 結溫降低 15℃以上。
展開 石墨烯基導熱薄膜的研究進展
本文簡要綜述了石墨烯基薄片及其復合材料的最新研究進展，總結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熱性能的主要因素，最后，對目前制備高導熱石墨烯薄膜過程中存在的問題和發展趨勢進行了評述，以期為未來石墨烯基熱管理材料性能的提高提供指導。
01
石墨烯基導熱材料
自 2004 年，英國的曼徹斯特大學的Geim 和 Novoselov首次用透明膠帶機械剝離獲得了單層的二維石墨烯，關于石墨烯物理化學性能的研究報道便層出不窮，其優異的導電和導熱性更是獲得越來越多的關注。目前石墨烯基導熱材料的制備方法主要包括化學氣相沉積（CVD）、真空抽濾、涂覆等。本節將總結目前制備石墨烯基導熱材料的主要方法，并分析未來進一步提高性能的主要途徑。
1.1 少層石墨烯導熱薄膜
CVD 因具有可控、高質量生長石墨烯的優點而引起國內外關注，據報道石墨烯薄膜可在多個襯底上生長，如 Fe、Cu 和 Ni、Pt 等。例如美國萊斯大學的 Lou 和佐治亞理工學院 Zhu 等通過 CVD 方法制備了石墨烯，并對其進行了原位納米力學測試，發現斷裂應力大大低于石墨烯的固有強度。
得克薩斯大學奧斯汀分校的 Ruoff 教授等開發了一種 CVD 工藝，能夠在 300 mm 的大尺寸銅膜上生長單層石墨烯。
展開 提高金剛石/石墨烯異質結構界面的熱輸運
尤其是二維石墨烯，由于其原子間的強鍵合，具有超高的導熱性。然而，石墨烯的內部聲子傳輸容易受到表面或邊緣擾動的影響。即與襯底接觸后，面內熱導率明顯降低。因此，對于石墨烯來說，選擇理想的襯底至關重要。盡管之前有很多研究試圖找到解決這個問題的方法，但并沒有取得突破性的進展。
石墨烯與襯底之間的界面熱阻極大地阻礙了其實際應用。傳統的剝離和轉移到襯底的操作總是會對石墨烯造成折疊和起皺。在基材表面進行原位生長是解決這一問題的更好選擇。金剛石作為碳的另一種同素異形體，在1500 ~ 1900℃的高溫真空退火下容易轉變為石墨。金剛石的C-C鍵長為14.5nm，石墨烯的C-C鍵長為14.2nm，兩者相差不超過2%。金剛石是作為基板的不錯選擇，可以減少石墨烯與基板接觸時的面外聲子散射，因為它們具有高度的結構相似性。然而，目前的研究還沒有揭示影響金剛石/石墨烯異質結構界面熱傳遞的因素，通過揭示熱傳遞的因素對于未來設計具有優異導熱系數的材料具有重大的指導意義。
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成果掠影
近期，北京科技大學馮妍卉教授關于石墨烯與襯底之間界面熱阻問題的研究取得一定進展。該團隊基于非平衡分子動力學(NEMD)模擬，研究了金剛石/石墨烯異質結構界面熱輸運的影響因素，以及石墨烯層數和溫度對金剛石/石墨烯異質結構導熱系數的影響。結果表明，金剛石/單層石墨烯異質結構的界面導熱系數至少是金剛石/多層石墨烯異質結構的兩倍。此外，高溫也有利于金剛石/石墨烯異質結構的熱輸運。由于石墨烯的各向異性，團隊分析了面內和面外聲子態密度，面外聲子態密度重疊能量的趨勢與界面熱導率一致，這表明面外聲子對界面傳熱的影響較大。溫度的升高激發了更多的高頻聲子，從而促進了金剛石和石墨烯的聲子耦合。
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