近日,中科院宁波材料所林正得研究员、南方科技大学邬苏东副教授、湖南大学陈鼎教授(共同通讯作者)等人利用具有自主知识产权的中压等离子体化学气相沉积(CVD)系统,快速生长出厚度可达120 ?m的垂直排列、共价键接的石墨烯纳米墙(GNWs),并通过旋涂的方法将之与PDMS复合,制备出柔性自黏的石墨烯基热界面材料。
GNWs有效的实现了高质量石墨烯、垂直排列和共价键接三要素的有机结合,从而表现出极强的导热增强能力:当石墨烯的含量仅为 5.6 wt%时,热界面材料的纵向热导率可达20.4 W m-1K-1,每1 wt%含量石墨烯对基体热导率的提升幅度可以达到2006%。超低的石墨烯添加量不会破坏PDMS良好的可压缩性能和自黏性能,从而利于实际使用过程中热界面材料的安装和传热。
热界面性能测试表明,基于GNWs的石墨烯基热界面材料(GNW-TIM)的冷却效率约为市面上主流导热垫片的1.5倍。出色的热界面性能使得其可以应用于多种场景,典型地,当GNW-TIM用于高功率LED芯片的散热时,可以大大降低其工作时的饱和温度,从而有效的抑制了因热量积聚带来的发光特性恶化问题。
上述成果以题为“Soft and Self-Adhesive Thermal Interface Materials based onVertically Aligned, Covalently Bonded Graphene Nanowalls for EfficientMicroelectronic Cooling”发表在了Advanced Functional Materials上。中科院宁波材料技术与工程研究所是论文的第一单位。