尽管石墨烯具有超高面内热导率(κ≈5300 W·m?¹·K?¹),但厚石墨烯薄膜因层间声子耦合和缺陷散射,其热导率通常会急剧降低(<1300 W·m?¹·K?¹),性能逊于商用热解石墨片(PGS)。此外,热解产生的层间空隙会破坏机械完整性与层间连接性。本文,杭州电子科技大学 周阳辛 研究员、Qiaolan Fan等研究人员在《ADVANCED MATERIALS TECHNOLOGIES》期刊发表名为“Graphene Film Rolls With Superior Thermal Conductivity and Electromagnetic Interference Shielding Capabilities”的论文,研究提出一种工业级制造平台,通过协同整合可控涂覆、热退火、原位真空脱气及卷对卷机械压延工艺,成功制备出无空隙石墨烯薄膜卷材(GFR,厚度19-211微米)。
垂直有机场效应晶体管(VOFET)因其固有的短沟道设计而备受关注,该设计可实现高频操作、低功耗及高电流密度驱动能力。然而,传统源极电极与溶液加工有机半导体之间的相容性问题,严重制约了VOFET的大规模集成与性能提升。
石墨烯凭借其卓越的光学透明度、机械性能及在强极紫外辐射下的热稳定性,成为新一代极紫外(EUV)掩模薄膜的理想材料。然而,在大规模精确控制其厚度及防止氢自由基诱导降解方面仍存在挑战。本文,韩国首尔大学Yun Sung Woo、 Byoung-Hee Hong等研究人员在《ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS》期刊发表名为“Multilayered Composite Membranes Based on Layer-by-Layer Stacked Graphene Films for Ultraviolet Pellicle Applications”的论文,研究开发出具有保护性封顶层的多层石墨烯复合材料,实现了纳米级厚度控制。
日本名古屋工业大学的Katsuyoshi Ikeda研究团队报道了一种基于质子隧穿效应的电化学新方法,可实现化学气相沉积(CVD)制备的单层石墨烯从铜(Cu)催化基底上快速剥离。该研究首先通过动力学分析和同位素效应,直接证明了石墨烯在电化学电势下的质子渗透主要源于量子隧穿效应,而非通过缺陷的经典热扩散。利用这一机理,研究团队开发了一种使用质子导体Nafion作为支撑层的电化学剥离技术,仅需10秒即可完成石墨烯剥离,且铜基底可重复用于CVD生长,克服了传统化学蚀刻法耗时数小时、消耗基底的限制。
类皮肤柔性可穿戴或可植入传感器已广泛应用于健康监测、治疗干预和人机界面。为了构建此类高性能传感器系统,精心设计功能性纳米材料(例如纳米片、纳米管、纳米点)并结合微纳结构(例如孔、柱、金字塔)至关重要,但这通常涉及复杂的物理或化学合成和图案化过程。在这方面,激光诱导石墨烯(LIG)技术已成为一种多功能方法,它通常通过光化学和光热反应,以无掩模的方式选择性地将聚酰亚胺(PI)转化为多孔石墨烯。其物理和化学性质可以通过激光辐照参数、加工环境和前体材料进行精细调控。由于这些可调特性,LIG作为关键的传感材料或互连材料,已被集成到各种物理、化学和电生理传感器中。然而,由于前体材料(例如PI、纺织品)的杨氏模量较高,通常需要将LIG转移到具有更高柔韧性或可拉伸性的其他接收基底上,以扩展其应用场景。
随着可穿戴技术的持续发展,对柔性温度传感器的需求日益迫切——这类传感器不仅需检测细微热量变化,还需在危险高温时自主响应。本文,吉林大学Xiancun Meng、Changchao Zhang、Zhiwu Han等研究人员在《ACS Applied Materials & Interfaces》期刊发表名为“Bioinspired High-Sensitivity Temperature Sensor for Rapid and Autonomous Early Warning of Abnormal High Temperatures”的论文,研究从自然界汲取灵感:蝎子裂缝感觉器非凡的敏感度,以及龙胆花遇热绽放的特性,由此开发出兼具高分辨率检测与自触发热警报功能的柔性仿生温度传感器。
山东大学电气工程学院博士后,中国复材学会介电高分子复合材料及应用专委会委员,主要从事极端环境电工材料优化设计与电工装备多场耦合分析研究。近年来主持博士后特别资助项目1项、山东省博士后创新项目1项,在国内外重要学术期刊与会议上共发表论文40余篇,其中SCI收录16篇,EI期刊10篇,发明专利9项。
在电子设备微型化、晶体管集成度激增的趋势下,单位面积输出功率大幅提升,芯片工作温度过高成为影响其可靠性与寿命的关键问题。热界面材料(TIMs)作为填充芯片与散热器间隙的核心部件,需同时满足高垂直热导率(κ⊥)、低接触热阻(Rc)、低压缩模量、良好柔顺性及优异界面匹配性等多重要求。然而传统 TIMs 面临严峻技术瓶颈:一是热导率与接触热阻难以协同优化,硅酮类导热膏虽界面接触性好,但聚合物基体导热率极低(<17W/(m?K));二是相变材料(PCMs)虽具备良好润湿性和高储热能力,但自身导热率仅 1-10 W/(m?K),且易泄漏;三是纳米碳材料(如石墨烯、碳纳米管)虽导热性能优异,但存在显著各向异性,需精准控制取向与分布才能实现高效散热,且与基体结合后易因刚性导致界面接触不良。因此,开发兼具超高导热率、超低接触热阻、无泄漏及长效稳定性的新型 TIMs,成为解决高功率电子设备散热难题的核心突破口。
目前,锂离子电池回收技术主要围绕正极材料中有价金属(如钴、镍、锂等)的提取与再利用,而对负极石墨材料的规模化高效回收仍处于早期探索阶段。尽管石墨的市场价值低于正极贵金属,但其生产需经过高温石墨化等高能耗、高成本环节,且石墨本身属于不可再生资源。若不能实现废旧石墨的有效再生,每年将产生数百万吨固体废弃物,加剧资源浪费与环境污染。