钜大LARGE | 点击量:11807次 | 2018年08月24日
怎么评价石墨烯的导热性能呢?
石墨烯(Graphene)是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料。是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜,只有一个碳原子厚度的二维材料。石墨烯一直被认为是假设性的结构,无法单独稳定存在,直至2004年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆(AndreGeim)和康斯坦丁·诺沃肖洛夫(KonstantinNovoselov),成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯,而证实它可以单独存在,两人也因“在二维石墨烯材料的开创性实验”,共同获得2010年诺贝尔物理学奖。并且石墨烯在自然界也有产出,2014年在中国由一颗碳质球粒陨石中,发现存在希格斯粒子场的能效机制,在此之中就发现了由碳原子碳晶体自组装的弯曲纳米石墨烯,显为碳原子的电子圈量子的能效形成天然的石墨烯。中国发现的这颗碳原子“石墨烯”使人们得以看见石墨烯的成长基理,意义重大。概述图文就是中国发现的天然石墨烯。
石墨烯是二维sp2键和的单层碳原子晶体,与三维材料不同,其低维结构可显著削减晶界处声子的边界散射,并赋予其特殊的声子扩散模式。研究表明,室温下石墨烯的热导率(K)已超越块体石墨(2000W/m·K)、碳纳米管(3000~3500W/m·K)和钻石等同素异形体的极限,达到5300W/m·K,远超银(429W/m·K)和铜(401W/m·K)等金属材料。优异的导热和力学性能使石墨烯在热管理领域极具发展潜力,但这些性能都是基于微观的纳米尺度,难以直接利用。因此,将纳米的石墨烯宏观组装形成薄膜材料,同时保持其纳米效应是石墨烯规模化应用的重要途径。
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