石墨復合材料的案例
手機的石墨烯復合材料降溫貼真那么神奇？
市面上流傳著這樣一個東西——石墨烯復合材料手機降溫貼。傳聞它對手機的降溫效果可達10℃-15℃，石墨烯降復合材料溫貼真有這么神奇嗎？它的工作原理到底是什么？
對此，“周到實驗室”進行了對比實驗：
實驗中，測試者拿來兩部相同的iPhone手機，起始溫度基本一致（27.6℃），然后播放同一部高清視頻。
15分鐘后，沒有貼石墨烯降復合材料溫貼的手機升到了40.3℃，而貼有石墨烯降溫貼的手機升到了36℃。
也就是說，降溫效果的確存在，雖然沒有傳聞中那么夸張，但的確達到了一定的降溫效果，在炎炎夏日，確實對手機有一定的保護作用。
這是神馬原理呢？周到實驗室表示，石墨烯是已知最薄、強度最大、導電導熱性能最強的一種新型納米材料。用石墨烯制成手機散熱貼，由于其水平導熱率大，可以使手機的局部熱源快速地分散到整體石墨烯復合材料散熱貼上，以達到其為手機降溫的目的。
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展開 合肥研究院設計合成氧化鋯/石墨烯復合材料
近日，中國科學院合肥物質科學研究院等離子體物理研究所應用等離子體研究室陳長倫課題組設計合成氧化鋯/石墨烯復合材料，實現對Re(VII)的高效富集。相關研究發表在美國化學會期刊《可持速化學與工程》（ACS Sustainable Chemistry & Engineering）上。
氧化鋯不僅具有介孔材料比表面積大、孔徑均一的特點，而且同時具有酸性與堿性表面中心，易產生氧空缺，因而具有良好的吸附性能，在污水處理方面有廣闊的應用前景。氧化鋯具有正方晶胞結構和單斜晶胞結構。陳長倫課題組研究人員通過理論計算發現，Re(VII)與正方晶胞結構的氧化鋯結合比與單斜晶胞結構的氧化鋯結合能更大，結合更穩定。課題組人員通過把氧化鋯負載在石墨烯上，氧化鋯單斜晶胞結構全部轉化成正方晶胞結構，同時氧化鋯和石墨烯形成協同富集效應，因而氧化鋯/石墨烯復合材料對Re(VII)的富集能力大大增強。錸作為與锝同處于VIIB族的元素，與锝具有相似的化學性質，常被用來作為锝的非放射性模擬元素。因此氧化鋯/石墨烯復合材料可以用來富集還原高價態的易溶Tc(VII)，從而治理放射性Tc(VII)污染。
該研究得到了國家自然科學基金項目的資助。
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展開 .》： 復合材料導熱網絡研究取得新進展
通過改變石蠟球的粒徑控制導熱網絡的疏密，通過改變石墨的用量控制導熱網絡的形成與完善過程，通過對石墨/石蠟導熱復合材料表面打磨拋光、分割重組等方法控制導熱網絡的分布及完整性；并創新性地提出“導熱網絡密度”概念來解釋不同石墨/石蠟導熱復合材料之間的λ差異。結合導熱系數測試結果和紅外熱成像的溫度梯度圖像，深入探析石蠟相界面間石墨-石墨導熱網絡的形成過程，及其導熱網絡的疏密、分布、完整性等對石墨/石蠟導熱復合材料導熱性能的影響。
研究結果表明，在相同石墨用量和模壓壓力下，石墨/石蠟導熱復合材料的導熱網絡密度具有最佳值（此時呈現最佳的導熱性能）。相同粒徑石蠟球的石墨/石蠟導熱復合材料的λ隨導熱網絡密度的增加而提高，但提升速率逐漸平緩。當石墨用量為10 wt%、模壓壓力為200 MPa、石蠟球粒徑為2.08±0.08 mm時，石墨/石蠟導熱復合材料具有最佳的λ（1.81 W/(m·K)），遠高于相同石墨用量和模壓壓力制備的自由分散狀態的石墨/石蠟導熱復合材料的λ（0.79 W/(m·K)）。石墨/石蠟導熱復合材料表面的打磨處理（破壞導熱網絡的完整性）會使其λ大幅下降（最大λ僅為1.13 W/(m·K)）。將具有導熱網絡和自由分散狀態的石墨/石蠟導熱復合材料通過分割、重組的方式改變其導熱網絡分布，重組后石墨/石蠟復合材料的λ隨分割、重組次數增加而降低（最小λ僅為0.85 W/(m·K)）。總體而言，導熱網絡密度越高、導熱網絡分布越均勻、導熱網絡越完整，石墨/石蠟導熱復合材料的導熱性能越好。
展開 綜述熱管理材料—石墨烯
因此，只要氧化石墨烯薄片轉化為高質量的石墨烯，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熱材料。已有多次報道，通過1700℃至3000℃的超高溫退火，可以實現氧化石墨烯的完全還原和石墨烯晶格恢復。先前的一項研究報告稱，溶液處理的氧化石墨烯薄膜經過2850℃退火和機械壓制后，導熱系數達到1400 W/(mK)，這顯示了散熱應用的巨大潛力。
2.2 石墨烯基導熱復合材料
石墨烯獨特的導熱性能激發了石墨烯和FLG在TIM、熱復合材料和涂層中的實驗研究。對石墨烯復合材料的初步研究發現，即使少量的隨機石墨烯填料也能提高環氧復合材料的導熱性。石墨烯熱復合材料導熱系數的巨大差異源于制備方法、基體材料、石墨烯質量、石墨烯填料橫向尺寸和厚度等因素的差異。早期對石墨烯填料熱復合材料的研究大多局限于填料的低負荷組分，f < 10vol%。最近，由于技術的發展和成本的大幅降低，石墨烯的大負荷復合材料出現了，情況發生了變化(見圖6)。
圖6.光學圖像和微觀形貌。
從基礎科學和實際應用的角度來看，具有高負載分數的石墨烯或FLG填料的復合材料的熱性能非常有趣。高負荷導致了復合材料高的熱滲流。與電滲流相比，熱滲流是一種鮮為人知的現象。電滲流用標度律σ ~ (f?fE) t來描述，其中σ為復合材料的電導率，f為填料加載體積分數，fE為填料在電滲流閾值處的加載分數，t為臨界指數。與電導率不同，在大多數情況下，復合材料的導熱性不會隨著加載分數的增加而顯示出明顯的變化。
展開 
【全球首創】石墨烯增強天然黃麻纖維復合材料在曼徹斯特大學問世
近日消息，曼徹斯特大學的科學家們將石墨烯和天然纖維黃麻結合在一起，創造了世界上第一個石墨烯增強天然黃麻纖維復合材料。該研究成果是制造高性能和環保的天然纖維復合材料的一大突破，石墨烯黃麻復合材料可以替代主要制造領域的合成材料，例如汽車工業，造船業，耐用風力渦輪機葉片和低成本住房。
曼徹斯特大學的研究人員聲稱，它還可以促進孟加拉國，印度和中國這些主要生產黃麻材料的國家的經濟發展。
曼徹斯特大學是英國國家石墨烯研究所和石墨烯工程創新中心的所在地，該中心提供了無可比擬的石墨烯專業知識。這兩家工廠顯示了曼徹斯特在石墨烯研究和商業化方面作為全球領先知識庫的地位。
黃麻是從白色黃麻植物（Corchorus capsularis）的樹皮中提取的，是一種100％可生物降解，可回收和環保的天然纖維。 它也是世界上生產的第二大天然纖維 - 僅次于棉花 - 并且比亞麻和其他類似的天然纖維便宜至少50％。
石墨烯-黃麻復合纖維材料對尋求更便宜，更環保的替代合成復合材料的領域極具吸引力。這就是為什么天然纖維復合材料正引起人們極大的興趣，因為它有可能通過取代玻璃纖維等綜合生產材料來減少碳排放，因為玻璃纖維的成本更高，可能對環境有害。
石墨烯-黃麻復合纖維材料輕質高強的特點和碳纖維及玻璃纖維類似，但是成本比碳纖維低很多，有望取代一些碳纖維現有的應用領域。
天然纖維復合材料非常環保，但它們的機械和界面性能較差，這意味著對某些工業應用來說不夠強大。這就是為什么曼徹斯特大學國家石墨烯研究所（NGI）和紡織復合材料集團的研究人員一直致力于合作項目，并用氧化石墨烯和石墨烯涂覆黃麻纖維以提高其強度。結果表明，添加石墨烯涂層的黃麻纖維界面剪切強度提高了200%左右，彎曲強度比未處理纖維提高了近100%。
展開 英曼徹斯特大學發明石墨烯強化天然黃麻纖維復合材料
近日消息，曼徹斯特大學的科學家們將石墨烯和天然纖維黃麻結合在一起，創造了世界上第一個石墨烯增強天然黃麻纖維復合材料。該研究成果是制造高性能和環保的天然纖維復合材料的一大突破，石墨烯黃麻復合材料可以替代主要制造領域的合成材料，例如汽車工業，造船業，耐用風力渦輪機葉片和低成本住房。曼徹斯特大學的研究人員聲稱，它還可以促進孟加拉國，印度和中國這些主要生產黃麻材料的國家的經濟發展。
曼徹斯特大學是英國國家石墨烯研究所和石墨烯工程創新中心的所在地，該中心提供了無可比擬的石墨烯專業知識。這兩家工廠顯示了曼徹斯特在石墨烯研究和商業化方面作為全球領先知識庫的地位。
黃麻是從白色黃麻植物(Corchorus caPSUlaris)的樹皮中提取的，是一種100%可生物降解，可回收和環保的天然纖維。它也是世界上生產的第二大天然纖維-僅次于棉花-并且比亞麻和其他類似的天然纖維便宜至少50%。
石墨烯-黃麻復合纖維材料對尋求更便宜，更環保的替代合成復合材料的領域極具吸引力。這就是為什么天然纖維復合材料正引起人們極大的興趣，因為它有可能通過取代玻璃纖維等綜合生產材料來減少碳排放，因為玻璃纖維的成本更高，可能對環境有害。石墨烯-黃麻復合纖維材料輕質高強的特點和碳纖維及玻璃纖維類似，但是成本比碳纖維低很多，有望取代一些碳纖維現有的應用領域。
天然纖維復合材料非常環保，但它們的機械和界面性能較差，這意味著對某些工業應用來說不夠強大。這就是為什么曼徹斯特大學國家石墨烯研究所(NGI)和紡織復合材料集團的研究人員一直致力于合作項目，并用氧化石墨烯和石墨烯涂覆黃麻纖維以提高其強度。結果表明，添加石墨烯涂層的黃麻纖維界面剪切強度提高了200%左右，彎曲強度比未處理纖維提高了近100%。
展開 西格里成功研發測試大尺寸SIGRACELL?復合材料雙極板
SIGRACELL?是西格里碳素公司用于儲能的特種碳和石墨產品的商品名。其中包括專門開發的碳纖維軟毛氈，即所謂的電池氈，雙極板由石墨復合材料以及石墨陽極材料制成。
由石墨/含氟聚合物復合材料制成的全尺寸（60英寸x 60英寸）TF6和PV15雙極板已通過了西格里碳素公司的測試。新型大尺寸雙極板的性能與現有的較小尺寸版本保持一致，具有良好的導電性，高耐化學性和重量輕等特點。且大尺寸雙極板的厚度可保持恒定，為0.0235英寸（0.6毫米）。
這些新的更大尺寸的SIGRACELL雙極板可適用于包括液流電池，廢水處理系統制造和其他電化學應用在內的各行業多領域應用。可構建更大體積的電化學電池并提高其產品效率。
西格里碳素公司與客戶密切合作開發特殊材料和儲能產品，是鋰離子，氧化還原液和鉛酸電池等各種電池的特種石墨和石墨元件的領先制造商之一。 通過對SIGRACELL?電池氈、雙極板和端板材料的不斷改進，可顯著提高電化學產品的性能和使用壽命。
玻璃纖維https://www.hongyantu.com/index.php?r=new%2Fview&id=2497
展開 一種基于高導熱/高強度的石墨烯基復合膜
來源 | Nano-Micro Letters
00
背景介紹
高導熱、高強度的柔性導熱復合材料已經成為解決高功率密度柔性電子器件散熱問題的關鍵材料。石墨烯基導熱復合材料因石墨烯本征熱導率高和獨特的二維結構，賦予其較好的導熱性能。然而復合材料中石墨烯納米片在干燥時會收縮引入褶皺，大大降低了復合材料導熱性能和力學性能的進一步提高。本文基于面內拉伸策略和溶膠-凝膠-薄膜轉換法制備了消除石墨烯納米片褶皺的復合膜，提高了了石墨烯納米片沿面內方向的取向度，并進一步增強了石墨烯納米片與基體之間的界面相互作用。制備的復合膜具有高熱導率(146 W/mK)、高拉伸強度(207 MPa)和高熱穩定性的優點，使其能夠作為熱管理材料有效冷卻柔性電子設備。石墨烯基導熱復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熱復合材料時，在基于溶液的自發干燥過程中，毛細管力誘導石墨烯納米片向內收縮形成褶皺，從而大大降低了復合材料的熱導率。
02
成果掠影
近日，南京大學姚亞剛團隊針對高功率器件的散熱所使用的導熱復合材料取得最新進展。通過對具有氫鍵和π-π相互作用的石墨烯納米片/芳綸納米纖維(GNS/ANF)復合水凝膠網絡進行平面內拉伸，抑制了石墨烯納米片在干燥過程中由于毛細作用力導致的向內收縮，消除了石墨烯納米片的褶皺并使之在平面內高度取向排列，從而產生了快速的面內熱傳遞通道。消除了石墨烯納米片褶皺的復合膜(GNS/ANF-60 wt%)具有高熱導率(146 W/mK)和高拉伸強度(207 MPa)，這些優異性能的結合使GNS/ANF復合膜能夠有效地用于冷卻柔性LED芯片和智能手機，在柔性電子設備的熱管理中顯示出廣闊的應用前景。
展開 Sci.綜述: 富勒烯-二維納米材料復合材料及其在催化、器件中的應用
2．富勒烯與石墨烯的共價復合
圖6 共價復合C60/石墨烯分子結構優化
圖7 共價復合C60/石墨烯在太陽能電池中的應用
圖8 共價復合C60/石墨烯電催化ORR中的應用
圖9 共價復合C60衍生物/石墨烯的制備(1)
圖10 共價復合C60衍生物/石墨烯的制備(2)及其電子轉移
圖11 FA-GO-PEG/C60的制備及其生物應用
雖然非共價復合已廣泛用于構建富勒烯-石墨烯復合材料，但是復合材料的化學結構難以確定，不利于探究其構效關系。另外，非共價性質使得富勒烯和石墨烯之間的分子間相互作用相對較弱。因此，以可控方式構筑富勒烯和石墨烯的共價復合材料十分有必要。通過共價鍵將富勒烯分子連接到石墨烯之后，共價復合材料中富勒烯和石墨烯部分的分子間相互作用增強。
3．富勒烯/g-C3N4復合材料
圖12 g-C3N4的結構(紅圈標注區域為g-C3N4的基本單元)
圖13 g-C3N4/C60的電荷分離機理及光催化過程
圖14 g-C3N4-C60(鍵合)的電荷分離機理及光催化過程
作為一種新型類石墨烯2D納米材料，g-C3N4具有獨特的電子和光學性質以及較高的熱/化學穩定性，在光催化和能源相關領域具有重要的應用。g-C3N4作為非金屬催化劑用于可見光下有機污染物降解以及分解水制氫已得到廣泛研究。
展開 空客公司利用石墨烯復合材料制備機翼
“我們將樹脂提供給Grupo Antolin-Ingenieria，后者將石墨烯直接添加到樹脂中，并加以研磨，以產生小的石墨烯顆粒，這是一個很重要的步驟，可以很好的將石墨烯分散到樹脂里，避免引入不必要的雜質，如溶劑。添加溶劑會改變樹脂的粘度，而確保準確的粘度是非常重要的，這是樹脂能成功轉移成型的關鍵”Aernnova的研究人員AnaReguero說。
將添加石墨烯的樹脂成型后制成組件后，該團隊發現添加了石墨烯的樹脂的組件機械性能和熱性能增加，斷裂速度降低。通過用石墨烯改性樹脂的性能，可以使機翼前緣尾部邊緣更薄，減輕其重量同時保持其安全性。這將顯著節省燃料，降低飛行成本，增加飛機的使用壽命，減少尾氣排放。
“我們的小規模測試顯示了性能的提高。到2018年底，我們將測試三分之一的比例模型，”Reguero說。
“這項工作展示了石墨烯在改善航空航天領域所用樹脂基質方面的巨大潛力。它建立了石墨烯生產商、樹脂和復合材料制造商以及最終用戶密切合作開發新型復合產品的價值鏈。 “來自希臘FORTH的復合材料工作包負責人Costas Galiotis說。
Graphene旗艦公司科技官員Andrea·C·Ferrari教授及其管理小組主席補充說：“這是石墨烯旗艦公司合作的一個很好的例子。我們的三個工業合作伙伴聚集在一起解決一個關鍵問題并發現石墨烯提供了超越現有技術水平的解決方案。石墨烯技術的開發和系統集成遵循我們的創新和技術計劃，其中復合技術發揮著重要作用。
展開 合資開發石墨烯增強熱塑性復合材料
（XGS;美國密歇根州蘭辛市）宣布將參與在中國開發基于xGnP石墨烯納米片的先進復合材料。協議備忘錄創建了石墨烯應用開發中心（GADC），這是中化塑料有限公司（中化；中國北京）與余姚PGS新材料科技有限公司（PGS;余姚市，中國）的合資公司。 。雙方合作為工業和船舶應用帶來了新的石墨烯增強防腐涂料。
475玻璃纖維https://www.hongyantu.com/goodlist/zq/16028.html
GADC將開發石墨烯增強的熱塑性復合材料，專門利用XGS生產的石墨烯納米片。這些公司的目標是一系列熱塑性材料和最終用途市場，包括汽車，工業和消費品，如服裝。合作產生的產品將通過中化集團和PGS在中國生產和銷售。
“我們很高興能夠與Sinochem和PGS合作，進一步利用我們在新型先進復合材料應用中的材料性能，”XG Sciences首席執行官Philip Rose博士說。“此項活動進一步支持了我們在國際舞臺上的產品價值，并使XGS能夠加強與中化和PGS的關系，并在中國重要市場利用其產品的市場范圍。”
“自2015年以來，我們一直在中國市場支持XGS，”余姚PGS新材料科技有限公司總裁石巖博士說，“我們很高興現在將我們的努力與中化塑料在石墨烯應用開發項目下合作中心傘創造了一個新的材料平臺。“
通過“納米材料：產品，成熟的下一代復合材料供應鏈，及時了解復合材料技術的最新納米材料。”
轉載聲明
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一種用于電池熱管理的石墨基復合相變材料
相變材料作為被動冷卻方法之一，可以作為熱管理介質。當固液轉變發生時，PCM可以吸收相當大的潛熱，同時保持相變區溫度穩定，為電池提供舒適均勻的溫度條件。然而，大多數PCM的傳熱性能較差，并且從固體到液體的相變不可避免地會導致液體泄漏，這兩個問題是PCM大規模實際應用的瓶頸。
為解決這兩個問題，曾嘗試添加填料和封裝材料。在這些添加劑中，膨脹石墨(EG)是最有前途的。通過化學插層和熱剝離制備的EG具有多孔和蠕蟲狀的形態，在導熱路徑構建和防漏封裝方面效果優異。但是EG/PCM材料的機械強度脆弱，此外EG一旦與鋰離子電池的正負極接觸，可能會使電池處于短路的危險之中。因此，為了在電池熱管理中得到更好、更安全的應用，EG/PCM的機械性能和介電性能有待進一步提高。
02成果掠影
近期，華南理工大學的張正國教授團隊針對用于電動汽車熱管理的膨脹石墨(EG)基復合相變材料(PCMs)的高導電性和較差的適應性問題取得新的進展。該團隊合成了一種具有高電阻率和柔性的新型復合相變材料(CPCM)，用于廣泛的電池熱管理。天然橡膠在膨脹石墨和OP44E PCM之間形成了柔性絕緣網絡。CPCM具有較高的儲能密度(156.5 J/g)、較高的電阻率(2700Ω?cm)和優異的導熱系數(3.4 W/mK)。此外，CPCM的柔韌性和形狀適應性可以在室溫下實現，特別是在發生相變時得到提升。由此產生的CPCM通過在3℃高倍率放電循環下將電池組的工作溫度保持在45℃以內，溫差保持在2℃以內，顯示出高效率和熱管理的可靠性。該工作為高效熱管理相關應用提供了一個有希望的選擇。
展開 具有高效電磁屏蔽和熱管理性能的石墨烯納米片復合材料
在這種情況下，采用具有優異的電磁屏蔽性能和熱管理性能的材料來解決上述問題是非常理想的方式之一。
含碳導熱填料由于其熱導率高，且填充在聚合物中的復合材料其重量輕、柔韌性好、可加工性好等優點，成為當前電磁干擾屏蔽和熱管理材料領域的研究熱點之一。石墨烯納米片(GNPs)具有優異的導電性、優異的導熱性，顯示出作為新材料的巨大潛力。但是由于GNP含量有限(<30 wt%)，石墨烯納米片/聚合物復合材料（GPCs）的電磁屏蔽性和熱導率保持在相對較低的水平，這限制了它們在下一代高度集成電子設備中的應用。
高GNP含量(≥50 wt%)的GPC材料有望通過形成致密的導電網絡產生具有強電磁屏蔽能力和良好導熱性。然而，通過傳統的熔體混合、溶液混合和原位生長工藝將高GNP含量納入聚合物基體仍然是一個艱巨的挑戰，因為加工困難和柔性差。因此，開發一種易于處理和有效的方法來制備高GNP含量的GPCs是非常重要的。
02
成果掠影
近期，四川大學空天科學與工程學院鄢定祥教授和電氣工程學院的賈利川副研究員在具有電磁屏蔽和高導熱的復合材料研究取得新進展。
該團隊提出通過一種易于處理和可擴展的聚合物滲透技術，實現了高填充含量的石墨烯納米片聚氨酯復合材料(GNP/PU)復合材料，其中GNPs緊密地面對面接觸并沿平面方向排列。這種結構的形成為GNP/PU復合材料中電子和聲子的傳輸提供了良好的通道。GNP/PU復合材料表現出較強的電磁干擾屏蔽和導熱性，屏蔽效果為67.6 dB (0.4 mm厚度)，導熱系數為41.60 W/(m·K)。
此外，GNP/PU復合材料被證明具有優異的機械靈活性，電磁屏蔽穩定性和熱管理能力。
展開 用于高性能電磁屏蔽和熱管理的石墨烯/MXene復合材料
02
成果掠影
近期，新加坡南洋理工大學Edwin Hang Tong Teo教授針對開發用于便攜式和小型化電子產品的電磁干擾屏蔽和增強熱管理能力的柔性薄膜材料取得最新進展。該文提出結合三維多孔石墨烯薄膜和MXene納米片的優點，通過真空輔助過濾的方法，將MXene納米片與三維多孔石墨烯薄膜襯底集成，制備出具有獨特結構特征、優異柔韌性和優異電磁干擾屏蔽能力的柔性石墨烯/MXene (G/M)復合薄膜。本研究中提出的石墨烯/石墨烯復合薄膜直接使用3D互連多孔石墨烯薄膜和MXene水性分散體作為起始材料進行組裝，無需進一步的熱處理。得益于MXene層的褶皺結構和石墨烯膜的互連多孔網絡的協同效應，所獲得的G/M復合薄膜具有更高的柔韌性，并具有高達96.3 dB的高EMI SE，優于迄今為止報道的大多數類似厚度的屏蔽材料。此外，聚合物修飾的G/M復合薄膜在低驅動電壓下表現出高效的電熱轉換能力。這些柔性G/M復合薄膜具有優異的電磁干擾屏蔽和焦耳加熱綜合功能，有望應用于下一代微型化柔性電子產品。研究成果以“Flexible Graphene/MXene Composite Thin Films for High Performance Electromagnetic Interference Shielding and Joule Heating”為題發表于《ACS Applied Nano Materials》。
03
圖文導讀
圖1..(a)制備G/M復合薄膜的示意圖。(b)不同彎曲角度下G/M復合薄膜的數碼照片。
展開 高質量各向異性石墨烯氣凝膠及其導熱相變復合材料，用于高效太陽能-熱-電能轉換
具有高焓值的有機相變材料（PCM）是理想的儲熱和放熱材料，有望促進熱能利用，緩解能源短缺問題。然而，普通有機相變材料固有的吸光性差、導熱性差、形狀穩定性弱等缺點嚴重制約了太陽能的吸收、轉化和利用。近日，北京化工大學李曉鋒教授、于中振教授團隊通過在 2800 °C 下進行單向冷凍、凍干、碳化和石墨化，首次設計出了由預氧化聚丙烯腈（OPAN）/氧化石墨烯（GO）成分制成的高質量各向異性石墨烯氣凝膠。GO成分能有效地誘導OPAN成分的取向和石墨化，并在石墨化過程中將其轉化為石墨碳。在用石蠟進行真空輔助浸漬后，得到了一種最佳的導熱相變復合材料（PCC），在石墨烯含量為1.07 Vol%的低水平下，其通面導熱系數提高到了4.36Wm
-1K
-1，形狀穩定性得到改善，潛熱保持率高達99.7%。得益于出色的光吸收和太陽-熱轉換能力，PCC在太陽-熱-電能量轉換應用中非常高效，在5kWm
-2 的模擬太陽光照射下，輸出電壓高達1181mV。通過釋放存儲在PCC中的熱能，即使在太陽光停止照射后，它也可以繼續為LED燈供電。這項工作為制造具有高潛熱保持率的導熱PCC提供了一種可行而有效的方法，用于高效的太陽能-熱能-電能轉換。相關研究成果以“High-Quality Anisotropic Graphene Aerogels and Their Thermally Conductive Phase Change Composites for Efficient Solar–Thermal–Electrical Energy Conversion”為題發表于《ACS Sustainable Chem. Eng.》。
圖1.（a） PG氣凝膠及其石蠟相變復合材料的制造示意圖。
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