成果简介
高导热性和柔性热界面材料（TIM）是现代电子设备散热的理想材料。本文，中国科学院金属研究所任文才 研究员团队在《ACS Nano》期刊发表名为“Highly Thermally Conductive and Flexible Thermal Interface Materials with Aligned Graphene Lamella Frameworks”的论文，研究通过操纵扫描离心浇铸氧化石墨烯薄膜的热膨胀行为，制造出了一种高晶对准石墨烯薄片结构（AGLF），它具有精确控制的薄片厚度、孔隙结构和出色的石墨烯间接触。
AGLF 的合理设计平衡了 TIM 的热导率和柔韧性之间的权衡。基于 AGLF 的 TIM（AGLF-TIM）在石墨烯含量仅为 9.4 Vol % 的情况下，热导率达到了创纪录的 196.3 W m-1 K-1，比已报道的具有类似石墨烯含量的 TIM 高出约 4 倍。同时，其良好的柔韧性与商用 TIM 不相上下。因此，与高性能商用 TIM 相比，使用 AGLF-TIM 可使 LED 器件的温度降低 8 °C。这项工作为石墨烯宏观结构的可控制造提供了一种策略，显示了石墨烯作为填充框架在热管理中的潜在用途。
图文导读
图1.AGLF的制造和结构表征
图2.AGLF的形成机制
图3.AGLF-TIMs的热学和机械性能
图4.使用 AGLF-TIM、WGFP 和 SRP 进行散热的比较
小结
总之，研究发现在热还原SCC制成的 GOF 过程中产生的气体更倾向于聚集在相邻单元层之间的界面上。这使我们能够调整 GOF 的膨胀，从而在石墨化后得到具有精确控制的LT、孔隙结构和出色的石墨烯间接触的高结晶 AGLF。合理设计的 AGLF-TIM 在石墨烯含量为 9.4 vol % 时具有 196.3 W m-1 K-1 的超高导热率，在初始厚度为 2 mm 时具有 0.51 cm2 K W-1 的低总热阻，同时还具有与商用 TIM 不相上下的良好柔韧性。与高端商用 TIM 相比，在 LED 器件中使用 AGLF-TIM 可使温度额外降低约8 °C。这项工作为石墨烯宏观结构的受控制造提供了一种策略，显示了石墨烯作为填充框架在热管理中的潜在用途。
文献：https://doi.org/10.1021/acsnano.4c06952
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