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  近日，浙江大學高分子系高超教授團隊研發出一種高導熱超柔性石墨烯組裝膜，導熱率最高達到2053W/mK（瓦特/米開），接近理想單層石墨烯導熱率的40%，創造宏觀材料導熱率的新紀錄；同時該材料由微褶皺化大片石墨烯組裝而成，具有超柔性，可被反復折疊6000次，承受彎曲十萬次。

  這一最新成果解決了宏觀材料高導熱和高柔性不能兼顧的世界性難題，有望在高效熱管理、新一代柔性電子器件及航空航天等領域獲得重要應用。文章Ultrahigh Thermal Conductive yet Superflexible Graphene Films發表在《先進材料》上。

  對宏觀材料來說，高導熱和高柔性正如蹺蹺板的兩極，不可兼得。如目前智能手機通常用作散熱膜的石墨膜，導熱性不錯，但很脆，至多只能承受3次反復折疊。而高超團隊研發的新型石墨烯膜可反復折疊6000次，承受彎曲10萬多次，其導熱性也比石墨膜更理想。

  高超團隊用巧妙的方法，破解了高導熱和高柔性“魚和熊掌不可兼得”的難題，其訣竅在于創造出大片原子層面的“微褶皺”。“就像我們指關節在彎曲和舒張時皮膚上出現的褶皺一樣。”高超教授說，將石墨烯交疊起來后加溫，石墨烯膜內部就產生一個個微小的氣囊，隨后再施加壓力把微氣囊中的氣體排出，豐富密集的微褶皺就形成了。在宏觀層面，石墨烯膜的表明仍很光滑。

石墨烯膜產生微褶皺的過程

  微小的褶皺為材料在拉伸彎折時提供足夠的應變空間，使高柔性成為可能，同時又不在宏觀上損害材料的高導熱性。這樣制備出來的石墨烯膜可以耐受反復折疊、打結、扭曲、被折成千紙鶴等復雜形變。將這種石墨烯膜替代現在市場上的商用石墨膜，應用于手機散熱膜上，發現手機CPU處的溫度可以控制在33攝氏度以下，相對商用石墨膜降低6攝氏度。

玩游戲的時候手機會變得非常燙。圖中，（b）是手機處于待機狀態；（c）是使用現在市場上的散熱膜時，用手機玩了一陣游戲后的情況，可見最燙處溫度可達39度；（d）是同一部手機用新型石墨烯膜作為散熱膜的情況，溫度明顯下降。

  人們正在展望下一代可彎曲的電子產品，如可以折疊的智能手機和平板電腦，找到耐彎折的散熱材料就顯得非常重要。許多航天器同樣需要加工過程復雜的散熱部件。在這些領域，高超教授團隊的新型石墨烯膜都有望發揮重要作用。

  論文鏈接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201700589/full

部分資料來源：中國科學報，浙江在線