新型石墨薄膜制备技术突破材料性能极限
2025-08-13 16:38
来源:基础科学研究所
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韩国基础科学研究所(IBS)研究团队开发出一种创新性石墨薄膜制备技术,成功制造出具有毫米级晶粒尺寸的高质量镜面石墨薄膜。这项发表在《自然通讯》的研究成果,为石墨材料在电子器件、热管理等领域的应用开辟了新途径。(a)建议的反应路径示意图。(b)实验配置示意图。(c)镜面石墨膜的AFM高度图像和SEM图像

该研究团队由IBS主任Rodney S. Ruoff领导,采用独特的"多孔基底"策略,通过选择性蒸发镍钼合金中的镍,有效解决了传统石墨薄膜制备中的晶粒尺寸限制和表面褶皱问题。第一作者张立元表示:"我们尝试了多种金属组合,最终发现镍钼合金能提供最佳生长条件。"

与传统方法相比,新技术使石墨材料的晶粒尺寸增大约10,000倍,生长速度提升20多倍。论文合著者王美辉博士指出:"制备的石墨薄膜杨氏模量达969GPa,热导率超过铜,达到2034W/m·K,接近单晶石墨的理论极限。"

这项技术突破使得石墨薄膜能够定制成复杂形状,为微机电系统、高功率电子器件散热等应用提供了新的材料选择。Ruoff主任表示:"这项基础研究将为全球石墨应用研究奠定新基础。"

目前,研究团队正致力于将该技术扩大到米级薄膜生产规模。

更多信息: 《镜面状大晶粒石墨薄膜的合成与性能》,《自然通讯》(2025)。期刊信息: 《自然通讯》

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