成果簡介

在5G時代，電子元器件的整合化和小型化給熱管理帶來了越來越大的挑戰。具有高導熱性和柔韌性的材料被強烈地期望用於耗散此類器件中區域性產生的熱量。石墨烯由於其優異的導熱效能，在熱管理方面顯示出巨大的潛力。

本文，上海理工大學材料科學與工程學院李靜研究員團隊在《J APPL POLYM SCI》期刊發表名為“Highly flexible and thermal conductive films of graphene/poly（naphthylamine） and applications in thermal management of LED devices”的論文，透過使用聚萘胺（PNA）作為修復新增劑來修復氧化石墨烯（GO）的拓撲缺陷，獲得了具有增強導熱效能的基於氧化石墨烯和聚萘胺（gGO/PNA）的複合薄膜。

具體來說，gGO/PNA 薄膜是透過簡單的真空過濾操作和高溫處理製備的。gGO/PNA 的最佳熱導率 （κ） 達到 1016。03 W m-1 K -1，比原始石墨烯提高 31。3%。導熱效能測試表明該薄膜具有來自發熱 LED 燈泡的高效散熱能力。此外，該薄膜具有出色的柔韌性，可經受 1000 次彎曲試驗。這一發現可能會促進散熱材料的發展及其在高度整合電子產品的熱管理中的應用。

圖文導讀

圖1、gGO/PNA 薄膜的製造過程示意圖

圖2、（a） GO、（b） GO/PNA 和 （c） gGO/PNA-10% 薄膜表面形貌的 SEM 影象；（d） GO、（e） GO/PNA 和 （f） gGO/PNA-10% 薄膜的橫截面影象

圖3、GO 薄膜、PNA 和 GO/PNA 薄膜的 FTIR 光譜

圖4、（a） GO、GO/PNA-x% 和 （b） gGO 和 gGO/PNA-x% 薄膜的 XRD 圖案

圖5、（a） GO 和 GO/PNA 薄膜，以及 （b） gGO 和 gGO/PNA 薄膜的拉曼光譜

圖6、（a） 在室溫下測量的熱效能，以及 （b） gGO 和 gGO/PNA-x% 薄膜的導熱效能；（c） 記錄導熱測量的溫度-加熱時間曲線

圖7、石墨烯層壓板結構缺陷的修復機制

小結

總之，透過使用 PNA 分子作為修復新增劑，已經成功製備了高柔性和導熱薄膜。憑藉 PNA 分子的共軛結構與 GO 層壓板之間的 π-π 相互作用，透過簡單的真空過濾操作製備了 GO/PNA 薄膜。

優異的熱效能和機械效能使基於石墨烯的熱擴散膜在廣泛的傳熱和熱管理方面具有巨大的潛力，這項工作已透過使用該膜作為 LED 燈泡的散熱介質證明了這一點。

文獻：https：//doi。org/10。1002/app。51383