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二維材料是一組具有幾個(gè)原子厚度的層狀結(jié)構(gòu)的材料。最具代表性的二維材料是石墨烯，Novoselov等人首次使用Scotch tape對(duì)其進(jìn)行機(jī)械剝離。石墨烯由碳原子以六邊形晶格鍵合而成，具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)、電學(xué)、熱學(xué)、力學(xué)和化學(xué)性能，因此已成為學(xué)術(shù)界和工業(yè)界各種應(yīng)用的熱門研究領(lǐng)域之一。

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。

15面向極端熱管理的雙向高導(dǎo)熱且結(jié)構(gòu)超穩(wěn)定的石墨烯基厚膜浙江大學(xué)高超、劉英軍、許震團(tuán)隊(duì)提出了一種無縫鍵合組裝策略，采用輕質(zhì)高導(dǎo)熱的石墨烯薄膜和三元金屬納米層作為組裝單元，通過界面組成和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，有效改善了石墨烯厚膜的界面結(jié)構(gòu)，獲得了結(jié)構(gòu)超穩(wěn)定且雙向高導(dǎo)熱的石墨烯厚膜。當(dāng)厚度為250 μm時(shí)，其面內(nèi)和面外熱導(dǎo)率分別高達(dá)925.75 W/(mK)和7.03 W/(mK)。

石墨烯中的每個(gè)碳原子都是sp 2雜化的，并且石墨烯的自由運(yùn)動(dòng)使得石墨烯具有超高的面內(nèi)熱(≈5300 W/mK)和導(dǎo)電性，從而可以在相對(duì)低的石墨烯負(fù)載下實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度的聚合物復(fù)合材料。Qin等人報(bào)道了石墨烯被包裹在商用三聚氰胺甲醛泡沫中形成骨架。然后將PDMS注入到該骨架中，制備了RGO@MF/PDMS復(fù)合材料，其導(dǎo)熱系數(shù)提高到1.68 W/mK。

常見的導(dǎo)熱填料主要有：(1)金屬類，常見比如銀、銅、鋁等； (2)陶瓷類，氮化硼、氮化鋁、氮化硅、氧化鋁、氧化鋅、氧化鈹、二氧化硅等；(3)碳素類，比如石墨、石墨烯、碳納米管、炭黑等。填料的形狀可分為顆粒狀、片狀、球型和纖維狀。

阿聯(lián)酋航空航天局(UAE Space Agency，UAESA) AlShehhi 等 針對(duì)小型衛(wèi)星熱控系統(tǒng)的散熱需求，提出了一種使用石墨烯納米顆粒的微型環(huán)路熱管，并結(jié)合可展開式輻射器進(jìn)行散熱，發(fā)現(xiàn)在常規(guī)傳熱流體中加入石墨烯納米顆粒可顯著提高該環(huán)路熱管的傳熱能力，所提出的熱控方案能夠使小衛(wèi)星有效載荷在75 W的持續(xù)散熱工況下保持在設(shè)計(jì)的溫度范圍內(nèi)．