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邹小姐：13326633089 -
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柔性电(dian)子(zi)技术(shu)(shu)是(shi)当今(jin)最令人激(ji)动和最有(you)前景的(de)(de)信(xin)息技术(shu)(shu)之一，受(shou)到学术(shu)(shu)界和工(gong)业(ye)界的(de)(de)广泛关注。柔性电(dian)子(zi)具有(you)优异(yi)的(de)(de)灵活性、柔软性以及(ji)延展性，可(ke)保证电(dian)子(zi)产品(pin)在弯曲、折(zhe)叠、卷曲、压(ya)缩(suo)、拉伸等状态下正常运(yun)行(xing)。基(ji)于(yu)上(shang)述性质，其(qi)应用体现(xian)在人类生活的(de)(de)很(hen)多方面，如电(dian)子(zi)皮肤、可(ke)穿戴(dai)设备、照明(ming)、显示以及(ji)光伏建筑一体化等。但随着功率电(dian)子(zi)器(qi)件处理功率越(yue)来越(yue)大(da)，其(qi)高效散(san)热(re)成为(wei)日益突出(chu)的(de)(de)问题，基(ji)于(yu)此，近几(ji)年出(chu)现(xian)了(le)一种柔性自(zi)支撑石墨烯(xi)导(dao)热纸材料，具有由微小的石墨(mo)烯片(pian)构成的层状结构，具有较高的面(mian)内热导率和(he)良好的机械性能，是针对柔性电(dian)子器件(jian)的有效解决(jue)方案。
石墨烯(xi)导热纸(zhi)
一、石墨烯导热纸的特性(xing)
烯热(re)导率高(gao)达 5300 W/(m·K)，是非常好的导热(re)材料，单(dan)层(ceng)石(shi)墨烯尺寸仅为几(ji)个微(wei)(wei)米(mi)，厚度为一个或几(ji)个原子层(ceng)，作(zuo)为实际(ji)导热(re)材料应用需(xu)要将这种(zhong)微(wei)(wei)小的石(shi)墨烯片复合成石(shi)墨烯导热(re)纸。石墨(mo)烯导热纸由微(wei)小石墨(mo)烯片层(ceng)叠搭接而(er)形(xing)成微(wei)观层(ceng)状结构，是具有(you)良好(hao)导电性和机械性能(neng)的柔性自支撑材料。
由于石墨(mo)烯(xi)(xi)导(dao)(dao)(dao)热(re)(re)纸具有这种特(te)殊的层状结构，层与(yu)层之间仅通过(guo)范德(de)华力相互(hu)耦合，纵(zong)向上通过(guo)低频(pin)声子导(dao)(dao)(dao)热(re)(re)，导(dao)(dao)(dao)致了石墨(mo)烯(xi)(xi)导(dao)(dao)(dao)热(re)(re)纸的热传导各向异性(xing)，面内热导(dao)(dao)率比垂直(zhi)热导(dao)(dao)率高3-4个数量级。石墨烯片尺寸、层数、缺陷(xian)，混合其它物质以(yi)及导(dao)(dao)热纸(zhi)结(jie)构、厚(hou)度等均会对(dui)石墨烯导(dao)(dao)热纸(zhi)的热导(dao)(dao)率产生(sheng)重要(yao)影响。
石墨烯导热纸横截面微观结构示意图(tu)
二、石墨烯导热纸的制备
目(mu)前石(shi)墨(mo)烯(xi)导热(re)纸采用的原材料多为液相氧(yang)化法制(zhi)备(bei)的氧(yang)化石(shi)墨烯粉，这些粉(fen)体(ti)在微观上是尺寸为几(ji)百纳米(mi)到几(ji)十微米(mi)的微小(xiao)薄片，石墨烯表面和边(bian)缘被羟基(ji)(ji)、羧基(ji)(ji)、羰基(ji)(ji)、环氧(yang)(yang)基(ji)(ji)等基(ji)(ji)团修饰(shi)。将(jiang)氧(yang)(yang)化(hua)石墨烯制成石墨烯导热纸还(hai)需要进行还(hai)原(yuan)处(chu)理，分别有前还(hai)原(yuan)法和后还(hai)原(yuan)法。
1.前还原(yuan)法
前还原法是在氧化石墨烯的混合(he)溶(rong)液(ye)中加入液态还原剂将氧(yang)化(hua)石(shi)墨烯(xi)(xi)还原成石(shi)墨烯(xi)(xi)，常见的(de)(de)还原剂(ji)有肼、氢碘酸(suan)、维(wei)他命C等(deng)。由于石(shi)墨烯(xi)(xi)不亲水，为获得(de)稳(wen)定的(de)(de)石(shi)墨烯(xi)(xi)分(fen)散液，还原过(guo)程通常在特殊有机溶剂(ji)或(huo)在掺(chan)有分(fen)散剂(ji)的(de)(de)水中进行，最后(hou)制备成石(shi)墨烯(xi)(xi)导热(re)纸。
氧化石墨(mo)烯具有(you)的含氧基团使其具有(you)良好(hao)的亲(qin)水性(xing)，通过超声或磁力搅拌的方法即可获得氧化石墨(mo)烯的水分散液(ye)。
将氧化石墨(mo)烯分散液还原成石墨(mo)烯
2.后还(hai)原法
后还原法是先将氧化石墨(mo)烯分散液制(zhi)备(bei)成氧化石墨(mo)烯纸，再利用(yong)高(gao)温退火等方法将氧(yang)化(hua)石(shi)墨烯纸还(hai)原(yuan)(yuan)。由于(yu)氧(yang)化(hua)石(shi)墨烯易于(yu)分(fen)散(san)，在(zai)水中就可以获(huo)得稳定的(de)(de)氧(yang)化(hua)石(shi)墨烯分(fen)散(san)液，在(zai)材料制(zhi)备和杂质(zhi)控制(zhi)方面更具有优(you)势，因此后(hou)还(hai)原(yuan)(yuan)法是目(mu)前石(shi)墨烯导(dao)热纸制(zhi)备中的(de)(de)主要还原方(fang)法。
将石墨烯(xi)（或(huo)氧化石墨烯(xi)）分散液制成纸的方法(fa)主要有真空抽滤(lv)、蒸发等(deng)自组(zu)织生(sheng)长法(fa)，以及喷涂、刮(gua)涂等(deng)涂覆方法(fa)。其中，真空抽滤(lv)法(fa)具有定向流驱(qu)动力，能够形成比较致密、均匀(yun)的微(wei)观(guan)层状结(jie)构；蒸发法是将石(shi)墨烯（或(huo)氧化石(shi)墨烯）分散液倒入(ru)特定(ding)的(de)基底上，在较温和(he)的(de)温度下(xia)蒸发干燥(zao)一定(ding)的(de)时间(jian)，最后得到自支撑的(de)石(shi)墨烯（或(huo)氧化石(shi)墨烯）纸，蒸发法能够制备比真空抽滤(lv)法更大(da)面(mian)积的材(cai)料；
涂敷方(fang)法则能(neng)够进一(yi)步增加石墨(mo)烯(xi)（或氧(yang)化(hua)石墨(mo)烯(xi)）纸的(de)面(mian)积。
蒸(zheng)发法制(zhi)备石墨烯纸
三、影(ying)响石墨烯纸热导率的因素
根据(ju)对石墨烯(xi)热导率的理论和实验研(yan)究，研(yan)究人(ren)员分别从石墨烯片尺寸、退火(huo)温度(du)、导热(re)纸厚度(du)、混合其(qi)他物质几个方面(mian)提升石墨烯纸的热导(dao)率。
几种因素对石(shi)墨(mo)烯纸热导率(lv)的影响如下：
四、石墨烯(xi)纸在热管理领(ling)域(yu)的应用
虽然石(shi)墨烯(xi)纸的研究(jiu)历(li)史(shi)并不长，但(dan)目前已(yi)发(fa)明了(le)多种(zhong)石(shi)墨烯(xi)纸的大面(mian)积快速(su)制备方法，石(shi)墨烯(xi)纸也表现出高面(mian)内热导率(lv)(lv)、良(liang)(liang)好的柔(rou)性和机械性能、低(di)电阻率(lv)(lv)等一系列优(you)良(liang)(liang)特性，赋予石(shi)墨烯(xi)纸良(liang)(liang)好的应用(yong)前景(jing)。
石墨烯纸在(zai)以下(xia)领域具有(you)应用优势：
（1）作为热界面(mian)材料：将石墨烯纸用于(yu)芯片、高功率LED、电池的(de)界(jie)面散热材料，能明显降低这些器件的(de)工作温度；
（2）作为电磁屏(ping)蔽材料：将(jiang)石墨烯纸用于电子封装能(neng)够降低(di)整个电路系统(tong)的温度，同时具有电磁屏蔽(bi)功能(neng)，保证电路系统(tong)不受电磁干扰；
（3）应用形状灵活：石墨(mo)烯纸(zhi)所(suo)具有(you)的(de)柔性、大(da)面(mian)积、机械强度高(gao)等特(te)点使其特(te)别(bie)适用于(yu)(yu)大(da)面(mian)积铺贴和剪裁，例如，将石墨(mo)烯纸(zhi)覆于(yu)(yu)空间站伴随模块卫(wei)星内(nei)表面(mian)增加甲(jia)板导热正在被我国科研(yan)人员论证；
（4）应用于个人身体热(re)管理：石(shi)墨烯(xi)纸(zhi)对(dui)人(ren)体(ti)的散热(re)能力显(xian)著高于传(chuan)统棉花织(zhi)物，而且(qie)石(shi)墨烯(xi)纸(zhi)具有快(kuai)速电-热(re)响应，2.5V电压即可(ke)满足人(ren)体(ti)对(dui)正(zheng)常(chang)热(re)量的需求；
石墨(mo)烯智能服(fu)饰
目前已证明石(shi)墨烯(xi)纸对器件/电(dian)(dian)路、封装及发热(re)(re)体散(san)热(re)(re)上(shang)的显著(zhu)优势，市场上(shang)也出现了手机、电(dian)(dian)脑(nao)等个人电(dian)(dian)子(zi)产品用(yong)的石(shi)墨烯(xi)纸散(san)热(re)(re)片。可以(yi)展望(wang)，随着热(re)(re)管(guan)理(li)要求(qiu)的不断提高，石(shi)墨烯(xi)纸在电(dian)(dian)子(zi)、航空、航天、舰船(chuan)、车辆、日常用(yong)品上(shang)将(jiang)获得广(guang)阔的应(ying)用(yong)。
参考来源：
1. 石墨烯导热(re)纸(zhi)研究(jiu)进展，王兰(lan)喜、何延春(chun)、王虎、吴春(chun)华、李林（材料导报(bao)）；
2. 导热纸（膜）的研究(jiu)进展，贾(jia)程(cheng)瑛、刘文、朱阳阳、朱晶航、史(shi)贺、季剑锋、李鸿凯(kai)（中国造纸）；
3. 氧(yang)化石墨烯的(de)制备(bei)方(fang)法、结(jie)构(gou)、性质及应(ying)用研究进(jin)展，张(zhang)笑娟、魏琦(qi)峰、任秀莲（应(ying)用化工）。
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