中瑞合作石墨烯層間導(dǎo)熱性能研究獲重要成果

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中瑞合作石墨烯層間導(dǎo)熱性能研究獲重要成果

同濟(jì)大學(xué)聲子學(xué)與熱能科學(xué)中心與瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院合作，在石墨烯層間導(dǎo)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(dǎo)熱性能的新方法：用sp2共價(jià)鍵（強(qiáng)相互作用）來代替石墨烯層間的范德華力（弱相互作用），構(gòu)造無縫連接的石墨烯-碳納米管混合結(jié)構(gòu)。此外，研究人員還展示了通過流體將固體混合結(jié)構(gòu)中的熱量移除，以獲得一種基于石墨烯-碳納米管混合結(jié)構(gòu)冷卻高溫表面的可行方案。

研究人員通過計(jì)算機(jī)模擬發(fā)現(xiàn)，相比于范德華力相互作用，共價(jià)鍵連接大幅提高了石墨烯中晶格振動(dòng)模式（聲子）在垂直方向的傳輸系數(shù)，使得該混合結(jié)構(gòu)沿垂直方向的熱導(dǎo)率比相同厚度的多層石墨烯高出2個(gè)數(shù)量級，并且該混合結(jié)構(gòu)的熱阻比此前最先進(jìn)的導(dǎo)熱界面材料低3個(gè)數(shù)量級。因此，該混合結(jié)構(gòu)既能夠通過石墨烯提供良好的接觸面，降低接觸熱阻，同時(shí)也具有優(yōu)異的垂直方向?qū)嵝阅埽抢硐氲膶?dǎo)熱界面材料。

(新材料)