中瑞合作石墨烯层间导热性能研究获重要成果



中瑞合作石墨烯层间导热性能研究获重要成果

同济大学声子学与热能科学中心与瑞士苏黎世联邦理工学院合作，在石墨烯层间导热性能研究方面取得了重要的成果，提出了一种显著提高石墨烯层间导热性能的新方法：用sp2共价键（强相互作用）来代替石墨烯层间的范德华力（弱相互作用），构造无缝连接的石墨烯-碳纳米管混合结构。此外，研究人员还展示了通过流体将固体混合结构中的热量移除，以获得一种基于石墨烯-碳纳米管混合结构冷却高温表面的可行方案。

研究人员通过计算机模拟发现，相比于范德华力相互作用，共价键连接大幅提高了石墨烯中晶格振动模式（声子）在垂直方向的传输系数，使得该混合结构沿垂直方向的热导率比相同厚度的多层石墨烯高出2个数量级，并且该混合结构的热阻比此前最先进的导热界面材料低3个数量级。因此，该混合结构既能够通过石墨烯提供良好的接触面，降低接触热阻，同时也具有优异的垂直方向导热性能，是理想的导热界面材料。

(新材料)