中科院上海微系統所聯合寧波大學團隊突破石墨膜導熱極限
發布時間：2025-6-24 09:22
發布者：eechina
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近日，中國科學院上海微系統與信息技術研究所丁古巧、何朋團隊與寧波大學王剛團隊在材料科學領域取得重要進展，相關研究成果發表于國際權威期刊《Advanced Functional Materials》。研究團隊創新性提出以芳綸膜為前驅體，結合高溫石墨化工藝，成功制備出兼具低缺陷、大晶粒與高取向特性的雙向高導熱石墨膜，在厚度控制與導熱性能之間實現關鍵平衡，為高性能熱管理材料研發開辟了新路徑。 傳統石墨膜材料在追求高面內熱導率時，往往面臨厚度增加導致面外導熱性能下降的矛盾。針對這一挑戰，研究團隊從材料結構設計出發，以芳綸膜為前驅體，通過精確調控高溫石墨化工藝參數，實現了石墨膜晶體結構的定向優化。實驗結果顯示，該材料在厚度達到特定范圍時，面內熱導率顯著提升，同時面外熱導率突破傳統材料的性能瓶頸，展現出優異的雙向導熱能力。 
雙向高導熱石墨膜的導熱性能及其在電子熱管理中的應用 研究團隊通過微觀結構表征發現，芳綸膜前驅體在高溫石墨化過程中形成了高度有序的層狀結構，晶粒尺寸顯著增大且缺陷密度大幅降低。這種結構特性使得熱量在面內方向能夠快速傳遞，而在面外方向也具備高效的熱傳導通道，從而在保證材料柔韌性與可加工性的同時，實現了導熱性能的全面提升。 這一成果的突破性在于，團隊通過材料設計與工藝創新的協同作用，成功解決了高導熱石墨膜在厚度與性能之間的矛盾。相較于傳統石墨膜材料，新型雙向高導熱石墨膜在保持輕薄特性的同時，面內熱導率與面外熱導率均達到國際領先水平，為電子器件、航空航天、新能源等領域的熱管理需求提供了高性能解決方案。 研究團隊表示，未來將進一步優化工藝參數，探索不同前驅體材料的應用潛力，并推動該材料在高性能散熱模組、柔性電子器件等領域的產業化應用。此次研究不僅為石墨膜材料的性能提升提供了理論依據與技術支撐，也為新型熱管理材料的開發提供了重要參考。 |
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