安立公司（社长 滨田 宏一）发现，纳米尺度的网状石墨烯在室温下展现出与过往常识不同的热传导率特性。此项发现由安立公司先端技术研究所（以下简称先端研）所达成，汇整本研究成果的论文已刊登于国际科学期刊《2D Materials》。 https://doi.org/10.1088/2053-1583/ae525a 智能型手机、5G 设备及个人电脑等产品在追求小型化与高性能的同时，也面临内部容易积热的课题。因此，散热技术对于未来电子设备的进化不可或缺。石墨烯因具备能有效导热、极薄、轻量且易于弯曲的特性，作为散热材料备受瞩目。 此次发现不仅证实了其在散热方面的潜力，在控制热量传导方向的热管理应用上也极具前景。这些特性预期将应用于次世代电子产品、能源、通信、医疗等各领域的发展。 关于石墨烯 石墨烯是由碳原子以蜂嵌套结构结合而成的薄片。作为铅笔芯原料的石墨，即是由石墨烯层层堆栈而成。由于厚度仅有一个原子，因此极其轻薄，并同时具备极高的强度与柔软性。 此外，由于其结晶性高，已知具有极佳的导热性能。例如，在金属中银的热传导率最为优异，而石墨烯的热传导率则高出其约 10 倍。 网状石墨烯的机制 本研究尝试在石墨烯上以纳米[※]这种极微小的尺度制作规则结构，借此控制其热传导率特性。 通常情况下，结构微细化会导致热传导率降低。实际上，带状石墨烯的宽度越窄，热量就越难传导。 另一方面，研究发现网状石墨烯通过微细化，热传导率反而会增加。这被认为是通过网状微细化，使得热流如同波一般重叠并相互增强的结果。此类现象过去仅能在接近 -273℃ 的极低温下观察到，能在室温下获得证实是一项重大成果。 同时，研究也显示通过调整石墨烯的宽度即可改变热传导率，因此借由在石墨烯组件内部的不同位置改变结构，将有可能实现对热流的控制。 应用此项技术，预期将能设计出基于全新机制的热流控制系统。 图：(a) 网状石墨烯与 (b) 带状石墨烯的模式图。(c) 在网状石墨烯中，传导热量的波重叠并相互增强，推测这是热传导率增加的原因。 [※]纳米（nm）是表示 1 公尺（m）的 10 亿分之一的长度单位。头发的粗细约为 0.1 mm，而 1 nm 则是其 10 万分之一的大小。