[NCM综述]中科院宁波材料所林正得研究员：石墨烯纸在热界面材料上的应用

随着半导体芯片特征尺寸的减小和电子元器件封装密度的提高，电子产品在工作时会产生大量的热量，及时将产生的热量排出可大幅提高电子产品的工作效率和使用寿命。而高效的热管理技术是解决这一问题的关键，其核心环节即是填充于热源和热沉之间作为两者热量传递桥梁的热界面材料。目前工业上最常用的热界面材料主要是由柔性聚合物基体填充以高导热陶瓷颗粒（比如氮化硼、氮化铝、氧化铝等）制备而成。然而，随着电子封装行业的快速发展，此类传热界面材料已难以满足随之而来的散热需求。因此，亟需开发新型热界面材料用以解决随着半导体器件快速发展而带来的不断增长的热管理问题。石墨烯是一种面内方向具有超高热导率的新型材料，其主要是制作成石墨烯纸作为匀热膜被广泛应用在手机等便携式电子产品上。将价格低廉的石墨烯纸制备成热界面材料，可大幅推动石墨烯在热界面材料领域的实际应用。

图文摘要

中科院宁波材料所林正得研究员课题组总结了近年来石墨烯纸在热界面材料上的应用，受邀在《新型炭材料》（New Carbon Materials）上发表了最新综述“A mini review: application of graphene paper in thermal interface materials”。该文综述了石墨烯/聚合物复合纸、石墨烯/金属复合纸、石墨烯/陶瓷复合纸和石墨烯/碳材料复合纸4种类型杂化石墨烯纸以及垂直排列的石墨烯纸结构。围绕导热夹层增强和石墨烯片垂直转向两个方向制备基于石墨烯纸的热界面材料展开讨论。聚焦不同导热夹层材料与石墨烯之间的相互作用，探究导热夹层材料的应用可行性，当导热夹层材料与石墨烯片之间以共价键结合，可为热量传输提供高效的连续通路。同时垂直排列的石墨烯结构充分利用了石墨烯纸原材料的超高面内热导率，无疑也是一种行之有效的策略。展现了石墨烯纸在热管理领域的巨大应用潜力，也提出了存在的不足和未来的发展方向。

文章信息

LU Le, DAI Wen, YU Jin-hong, JIANG Nan, LIN Cheng-te. A mini review: application of graphene paper in thermal interface materials [J]. New Carbon Materials, 2021, 36(5): 930-939.

吕乐, 代文, 虞锦洪, 江南, 林正得. 石墨烯纸在热界面材料中的应用[J]. 新型炭材料, 2021, 36(5): 930-939.

期刊官网：http://xxtcl.sxicc.ac.cn

国际版主页：

https://www.sciencedirect.com/journal/new-carbon-materials

通讯作者简介

林正得，中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员，博导，目前围绕着石墨烯应用开展研究课题，包含：导热应用、功能复合材料、以及生医传感器。自2014年加入宁波材料所以来，已发表了ACS Nano、Advanced Functional Materials、Advanced Science、Biosensors & Bioelectronics等SCI论文170余篇。现任Biosensors and Bioelectronics副主编(中科院分区一区)，以项目负责人身份承担了基金委”两化联合融合重点支持项目”、中科院”重大装备研制项目”、中科院”先导科技专项”子课题、宁波市”3315创新团队”等纵向课题，并参与科技部”重点研发计划”等。团队研制的“高性能石墨烯热界面材料”已经实现了成果转移转化。