中瑞合作石墨烯層間導熱性能研究獲重要成果

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中瑞合作石墨烯層間導熱性能研究獲重要成果

同濟大學聲子學與熱能科學中心與瑞士蘇黎世聯邦理工學院合作，在石墨烯層間導熱性能研究方面取得了重要的成果，提出了一種顯著提高石墨烯層間導熱性能的新方法：用sp2共價鍵（強相互作用）來代替石墨烯層間的范德華力（弱相互作用），構造無縫連接的石墨烯-碳納米管混合結構。此外，研究人員還展示了通過流體將固體混合結構中的熱量移除，以獲得一種基于石墨烯-碳納米管混合結構冷卻高溫表面的可行方案。

研究人員通過計算機模擬發現，相比于范德華力相互作用，共價鍵連接大幅提高了石墨烯中晶格振動模式（聲子）在垂直方向的傳輸系數，使得該混合結構沿垂直方向的熱導率比相同厚度的多層石墨烯高出2個數量級，并且該混合結構的熱阻比此前最先進的導熱界面材料低3個數量級。因此，該混合結構既能夠通過石墨烯提供良好的接觸面，降低接觸熱阻，同時也具有優異的垂直方向導熱性能，是理想的導熱界面材料。

(新材料)