中科院山西煤化所在石墨烯柔性散熱體領域今年已取得兩項重大進展。日前，該所系統(tǒng)研究了氧化石墨烯薄膜在炭化過程中的導熱性能演變機制，并獲得高性能熱還原氧化石墨烯薄膜。此前他們還與清華大學和中科院金屬研究所相關團隊成功研制出高導熱石墨烯/碳纖維柔性復合薄膜。

將納米石墨烯宏觀組裝形成薄膜材料，同時保持其納米效應是石墨烯規(guī)模化應用的重要途徑。山西煤化所與相關單位通過自組裝技術，構建結構/功能一體化的碳/碳復合薄膜。這種全碳薄膜具有類似于鋼筋混凝土的多級結構，其厚度在10~200μm之間可控，室溫面向熱導率高達977W/m·K，拉伸強度超過15MPa。這項研究解決了石墨烯導熱應用的難題，是石墨烯領域的一項突破。

以氧化石墨烯為前驅體很容易獲得薄膜材料，但這種材料需通過熱處理才能恢復其導熱/導電性能。山西煤化所的研究結果表明，1000℃是薄膜性能轉變的關鍵點，薄膜的性能在該點發(fā)生質變。這一發(fā)現(xiàn)不僅解決了石墨烯熱化學轉變的基礎科學問題，也為石墨烯導熱薄膜的規(guī)模化制備提供了依據(jù)。

石墨烯基薄膜可作為柔性面向散熱體材料，滿足LED照明、計算機、衛(wèi)星電路、激光武器、手持終端設備等高功率、高集成度系統(tǒng)的散熱需求。這些研究成果為結構/功能一體化的碳/碳復合材料的設計提供了一個全新視角。