安立知株式会社(社长 滨田 宏一)发现,纳米级的网状石墨烯在室温下展现出颠覆传统常识的导热率特性。这项发现由安立知的先端技术研究所提出,总结此研究成果的论文已发表于国际科学期刊《2D Materials》。 https://doi.org/10.1088/2053-1583/ae525a 随着智能型手机、5G设备及个人电脑等产品逐渐朝向小型化与高性能发展,其内部容易积聚热量的问题日益凸显。因此,散热技术对未来电子设备的演进不可或缺。能够高效散热的石墨烯具备极薄、轻巧且易弯曲的特性,作为散热材料备受瞩目。 本次发现不仅证实其能有效散热,更在能控制热流方向的热管理(Thermal Management)领域展现巨大潜力。这些特性有望应用于次世代电子学、能源、通信及医疗等各个领域的发展。 ## 什么是石墨烯? 石墨烯是由碳原子以蜂嵌套结构结合而成的二维薄膜。铅笔芯中所使用的石墨,便是由石墨烯层状堆栈而成。由于厚度仅为单个原子,因此它达到极限的薄度与轻量化,同时具备极高的强度与柔韧性。 此外,因其结晶性高,已知具备极佳的导热性。举例来说,在金属中银的导热率最为优异,而石墨烯的导热率大约是银的10倍。 ## 网状石墨烯的机制 在本研究中,安立知尝试在石墨烯上以「纳米」这种极小的尺度创建规则的结构,以控制其导热率特性。 通常情况下,当结构微细化时,导热率会随之降低。实际上,带状的石墨烯宽度越窄,热量就越难以传导。 然而研究发现,网状石墨烯在微细化后,导热率反而会增加。这被认为是因为通过网状微细化,热流如同波浪般交叠并相互强化的结果。这种现象以往只有在接近-273℃的极低温环境下才能观察到,因此能在室温下确认此现象也是一项重大的成果。 同时,研究也显示可以通过调整石墨烯的宽度来改变导热率,这意味着通过改变石墨烯组件内部不同位置的结构,将有望实现对热流的控制。 应用此项技术,有望设计出基于全新机制的热流控制系统。