石墨烯的应用方向

石墨烯材质的应用：石墨烯是近年来十分火热的新型材料，因为具有特殊的光学、热血、电学和力学性能而备受关注，而石墨烯是石墨的单原子层二维材料。那么石墨烯如此备受关注他到底能应用在什么地方呢？

其实理论上石墨烯可以应用在很多高端设备和行业力，但是因为生产技术量产化困难，特别是高纯度石墨烯价格非常贵，所以目前都是在一些中低端产业进行使用。其中主要使用方面为优良的导热性：

石墨烯导热的应用

石墨烯具有本征的高热导率，从理论计算和实验测量中均得到了验证。研究者往往采用机械剥离法和CVD法制备石墨烯，这两种方法制备的样品具有质量高、可控性强的特点，适用于研究石墨烯的本征性质。但是，由于机械剥离法和CVD法制备石墨烯具有产量低、制备周期长、难以规模化等特点，不适用于石墨烯的宏量制备。相对应地，通过还原氧化石墨烯、电化学剥离等湿化学方法可以大批量制备石墨烯片，石墨烯片通过片层间的化学键作用可形成石墨烯膜、石墨烯纤维、石墨烯宏观体等三维结构，从而可实际应用于导热场景。

现行的可以产业应用的产品主要为石墨烯导热薄膜，这种产品就是典型的利用石墨烯导热性生产的产品，使用热压液压机对石墨烯覆膜得到的产品。

高导热石墨烯膜的应用

石墨烯薄膜可用作电子元件中的散热器，散热器通常贴合在易发热的电子元件表面，将热源产生的热量均匀分散。散热器通常由高热导率的材料制成，常见散热器有铜片、铝片、石墨片等。其中热导率最高、散热效果最好的是由聚酰亚胺薄膜经石墨化工艺得到的人工石墨导热膜，平面方向热导率可达 700~1950 Wm1K1，厚度为10~100 μm，具有良好的导热效果，在过去很长一段时间内都是导热膜的最理想选择。在此背景之下，研究高导热石墨烯膜有两个重要意义，其一，是由于人工石墨膜成本较高，且高质量聚酰亚胺薄膜制备困难，业界希望高导热石墨烯膜能够作为替代方案。其二，是由于电子产品散热需求不断增加，新的散热方案不仅要求导热膜具有较高的热导率，也要求导热膜具有一定厚度，以提高平面方向的导热通量。在人工石墨膜中，由于聚酰亚胺分子取向度的原因，石墨化聚酰亚胺导热膜只有在厚度较小时才具有较高的热导率69。而石墨烯导热膜则易于做成厚度较大的导热膜(~100 μm)，在新型电子器件热管理系统中具有良好的应用前景。因此，石墨烯导热膜的研究也主要沿着两个方向，其一，是提高石墨烯导热膜的面内方向热导率，以接近或超过人工石墨膜的水平。其二，是提高石墨烯导热膜的厚度，扩大导热通量，同时保持良好的热传导性能。