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温柔和高冷的完美组合! 石墨烯膜或使手机变手镯

admin_jqrgl2017-06-07阅读(15810)评论(0)

标签: 电子  

65日下午,笔者在浙江大学高分子系的实验室里,见到了这一神秘材料:它的导热率最高达到2053W/mK(/每米每度)——可以媲美目前世界上导热最有优势的材料金刚石,创造了世界上宏观材料导热率的新纪录;同时还具有超柔性,可被反复折叠6000次,承受弯曲十万次。

这就是浙江大学高分子系高超教授团队制造出的一种新型材料石墨烯膜材料,它解决了宏观材料高导热和高柔性不能兼顾的世界性难题。

在新一期《先进材料》(Advanced Materials》,材料科学领域的国际领先学术杂志之一)上,高教授团队发表了相关的论文,这种新材料,有望在新一代柔性电子器件、航空航天等领域获得重要应用。

要不冷酷到底 要不脆弱不堪

大多数的电子器件,有直男的性格:导热能力强,但不够柔韧。比如有些无机陶瓷晶体材料,导热率非常高,但却脆弱得很。好像男人长得高帅,但太大男子主义,一言不合就崩掉;

再比如金属材料,虽然具有好的延展性,但其导热率最高值约为429W/mK。这种材料如果是男子,男友力高,吵架会让着你,但是不高冷。

直到英国曼彻斯特大学Andre GeimKonstantin Novoselov两位教授发现了温柔与高冷兼得的石墨烯,才解决了这个问题,他们两位因此获得2010年诺贝尔物理学奖。

人们发现了理想男友,石墨烯这种碳材料,为解决兼顾导热性与柔韧性,提供了理论上的可能。

但遗憾的是,目前已报道的粉体型石墨烯,片小、缺陷多。用它们组装而成的宏观材料,导热率和柔韧性都欠佳,还比不上已经商业化的石墨膜。

石墨膜是什么?它就用在你的手机背板上。它的散热性基本能够承受住手机高功率工作,顶多是在打游戏时候有点发烫;一般的石墨膜在柔韧性上,还能和塑料拼一拼——弯一弯没问题,但折叠几次,就会断掉。

到底牛在哪里 和石墨膜PK一下

不过,作为一支潜力股,石墨烯当然不会被轻易放弃,这从石墨烯概念股受到市场关注就可见一斑。

2013年,高超团队制备出世界上最轻固态材料碳海绵。报道问世当天,石墨烯相关的内地股票全线飘红。

而这一次,高超团队创造性地提出了大片微褶皱的新思路,制备出石墨烯膜——把大片石墨烯交错垒叠起来,制作成宏观石墨烯膜,可实现高导热率;然后给石墨烯膜加入微褶皱结构,使材料在拉伸弯折时有足够的拉伸空间,就可确保高柔性。

昨天,在浙大的实验室里,钱报记者第一次近距离看到了石墨烯膜,颜色跟海苔差不多,柔软得像布料。

效果怎样?高超团队买了一只目前市场上号称背板散热膜最先进的手机。用手机背后的石墨膜,和他们制备的石墨烯膜进行了比对测试:

先比导热性。同样是玩游戏《王者荣耀》,通过石墨膜散热的那只手机,测量到背板CPU处的温度大概是39。而换成用上石墨烯膜的手机,背板温度33

虽然只有6的差值,但一般来讲,手机体温提高8-10发高烧的频率越高,报废期限就来得越快。而电子产品失效率,50%以上是由于高温。

再比柔韧性。目前最牛的石墨膜材料,可以在同一个地方正反方向共折叠6次。而高超团队的石墨烯膜,可以耐受10万余次的弯曲,同时不影响其导热导电性能。更神奇的是,在反复折叠6000次后,这张石墨烯膜仍没有断裂。

将来,人类的事业仍然关乎脚踏实地的地球生活和仰望星空的探索事业。

可以想象一下,如果要手机像手镯一样随意弯扣在手腕上,至少作为导热用的石墨烯膜已经攻克了这一难题。

更高端的应用,还可以体现在探索宇宙奥妙上,飞出外太空的航天器,还面临节省材料、减少重量,面朝、背对太阳产生巨大温差等问题,有一种可以屈伸又高导热性的材料,可以一并解决这些问题。

    来源:钱江晚报

资讯——机器人基地

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