以后你的手机想怎么弯就怎么弯,因为有它

发表于 2018-04-17 10:11:00 收藏 已收藏
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以后你的手机想怎么弯就怎么弯,因为有它

发表于 2018-04-17 10:11:00
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人们希望未来的手机可以弯曲,平板电脑可以折叠,这离不开能弯曲的散热材料,而现在你手中智能手机的散热膜却是脆生生的。浙江大学科学家近日研发出的石墨烯膜,则不仅能弯曲,还能折成千纸鹤。

浙江大学高分子系高超教授团队研发的新型石墨烯膜非常柔韧,能够承受反复折叠和弯曲,这是前所未见的。在呈现超柔性的同时,这种石墨烯膜还具有高导热性,刷新了宏观材料导热率的纪录。

石墨烯自问世以来即启发人们不断创造出新型材料。高超教授6月5日告诉记者,这种石墨烯膜是目前世界上导热性最好的可折叠材料。兼具高导热性和超柔性的材料的问世,对柔软电子器件的发展意义重大,从航空航天到智能手机,这种新型石墨烯膜展现出令人振奋的应用远景。相关成果日前已发表在国际著名期刊《先进材料》,研究得到国家自然科学基金及国家重点研发计划资助。

对宏观材料来说,高导热和高柔性正如跷跷板的两极,不可兼得。如目前智能手机通常用作散热膜的石墨膜,导热性不错,但很脆,至多只能承受3次反复折叠。而高超团队研发的新型石墨烯膜可反复折叠6000次,承受弯曲10万多次,其导热性也比石墨膜更理想。

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高超团队用巧妙的方法,破解了高导热和高柔性“鱼和熊掌不可兼得”的难题,其诀窍在于创造出大片原子层面的“微褶皱”。“就像我们指关节在弯曲和舒张时皮肤上出现的褶皱一样。”高超说,将石墨烯交叠起来后加温,石墨烯膜内部就产生一个个微小的气囊,随后再施加压力把微气囊中的气体排出,丰富密集的微褶皱就形成了。在宏观层面,石墨烯膜的表明仍很光滑。

石墨烯膜产生微褶皱的过程

微小的褶皱为材料在拉伸弯折时提供足够的应变空间,使高柔性成为可能,同时又不在宏观上损害材料的高导热性。这样制备出来的石墨烯膜可以耐受反复折叠、打结、扭曲、被折成千纸鹤等复杂形变。将这种石墨烯膜替代现在市场上的商用石墨膜,应用于手机散热膜上,发现手机CPU处的温度可以控制在33摄氏度以下,相对商用石墨膜降低6摄氏度。

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玩游戏的时候手机会变得非常烫。图中,(b)是 手机处于待机状态;(c)是使用现在市场上的散热膜时,用手机玩了一阵游戏后的情况,可见最烫处温度可达39度;(d)是 同一部手机用新型石墨烯膜作为散热膜的情况,温度明显下降。

人们正在展望下一代可弯曲的电子产品,如可以折叠的智能手机和平板电脑,找到耐弯折的散热材料就显得非常重要。许多航天器同样需要加工过程复杂的散热部件。在这些领域,高超团队的新型石墨烯膜都有望发挥重要作用。

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