太疯狂了（超薄高导热石墨烯产品研究探讨及应用）sp2s电子烟评测，
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引言：随着5G通信技术的推广和普及，散热已经成为电子设备中的一个普遍问题。自20世纪60年代以来，随着摩尔定律的发展，集成芯片行业仍在追求极高的性能，这给热管理带来了巨大的挑战，特别是在便携式电子系统中。传统的散热材料主要依靠金属材料，如氧化铝(KISS電子煙~220 W/mk)或铜(~381 W/mk)，不仅难以满足局部热点冷却的需求(临界热流密度~1000 W cm−2)，而且便携性和灵活性也较差。聚酰亚胺在3000℃下石墨化制备的热解石墨膜，导热系数(k) ~1000 W/mk，应用于手机或笔记本电脑中。此外，石墨薄膜的大规模生产成本相对较高，因为石KISS電子煙墨化过程中的产率低，能耗高。因此，开发新的替代品来替代集成器件的高效散热是非常重要的。
在发现石墨烯(一种具有sp2杂化结构的原子层厚碳)之前，这一直是一个问题。如图1所示，机械剥离悬浮石墨烯的固有k为5300 W/mk(远高于块状石墨的2000 W/mk或单壁碳纳米管的3500W/mk，这是BalaKISS電子煙ndin小组首次用拉曼技术测量的。此后，石墨烯由于其极高的k和优异的力学性能，被认为是有前途的替代品之一，并推动了对石墨烯及其衍生物的各种研究，如石墨烯薄膜，纤维，复合材料和层压板用于热管理应用。
图1.各种碳材料的热导率图解
本文综述了近年来石墨烯基薄膜及其复合材料在散热方面的研究进展。然后，对石墨烯KISS電子煙的官能化、石墨烯片的横向尺寸和取向等影响其散热效率的主要因素进行了总结和讨论。在这篇综述的最后，评论了挑战和发展趋势，为下一代基于石墨烯的二维热管理材料提供指导。
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石墨烯散热膜
在本节中，介绍了制备的最新技术综述了石墨烯薄膜及其衍生物，包括不同的前驱体及其对改善石墨烯薄膜k的贡献。
1.1 单层或多层KISS電子煙石墨烯薄膜
为了获得具有完美晶格结构的单层石墨烯，高取向热解石墨膜(HOPG)的机械剥离是最可行的方法之一。这些微尺寸的石墨烯片被广泛用于石墨烯晶格中传热或声子输运的基础研究。另一方面，随着化学气相沉积(CVD)技术的快速发展，高质量的单层或多层石墨烯薄膜可供研究或应用。Gao等人将热CVD法应用于单KISS電子煙层石墨烯薄膜的生长。应用于Pt芯片时，热点温度从394 K降至381 K。超高速生长技术推动了CVD石墨烯的规模化制备。例如，一英寸大小的单晶石墨烯在Cu-Ni合金衬底上快速生长。Xu等人开发了一种供氧的超快速CVD来生长单晶石墨烯。但由于石墨烯从衬底转移而不破坏晶格结构相对困难，因此CVD石墨烯薄KISS電子煙膜作为导热材料的应用仍然存在障碍。
1.2 还原氧化石墨烯薄膜
虽然单层或多层石墨烯表现出良好的面内κ，但在没有衬底的情况下直接应用在热点上仍然存在障碍。因此，人们在石墨烯或氧化石墨烯片的组装方法上付出了很大的努力，以获得独立的氧化石墨烯薄膜。由于Rouff等通过真空过滤制备出具有优异拉伸强度的氧化石墨KISS電子煙烯薄膜，氧化石墨烯在水中具有优异的分散性，因此被广泛应用于制作二维薄膜或者有机溶剂。在过去的十年中，基于氢键相互作用形成一层又一层致密结构的各种组装方法被开发出来，如静电纺丝、湿纺、铸造、喷涂、叶片和棒材涂层。例如，在聚四氟乙烯磁盘中通过温和蒸发工艺制备的氧化石墨烯薄膜，其k为1100 W/mk，具KISS電子煙有20 dB的优异EMI屏蔽性能。在图2(a-e)中，Xin等报道了用连续卷对卷方法电喷涂沉积氧化石墨烯薄膜，在2200℃退火后，薄膜的κ达到~1200 W/mk。为减小声子界面散射，采用干泡法制备了厚度仅为0.8 μm的超薄氧化石墨烯薄膜，其κ值为~3200 W/mk
图2.聚合物的微观结构示意图。KISS電子煙
最近，连续缠绕生产氧化石墨烯薄膜，结合叶片涂层，轻度热还原(140°C)和石墨化(2850°C)，其k值为1204 W/mk。值得注意的是，如图2g和2h所示，采用自熔方法制备的氧化石墨烯薄膜厚度达到了~200 μm，具有很好的工业生产前景。Liu等人报道了一种快速卷对卷工艺来制造连续氧化石墨烯薄膜。KISS電子煙经过强化焦耳加热还原处理后，还原氧化石墨烯膜的k和电导率分别达到1285 W/mk和4200 S/cm。Huang等人提出棒状涂层策略制备氧化石墨烯膜，石墨化处理后的氧化石墨烯膜的κ值为826 W/mk。为了提高导热膜的热流密度，采用自熔合法制备了一种超厚氧化石墨烯薄膜，该薄膜厚度为亚毫米，其热传导KISS電子煙率和导电性分别为1224 W/mk和6910 S/cm，在热管理和电磁干扰屏蔽方面具有广阔的应用前景。
如表1所示，大多数氧化石墨烯薄膜的平均k值仅为~1300 W/mk，远低于体石墨的2000 W/mk。由于氧化石墨烯在氧化处理过程中存在固有的结构缺陷。这种非谐波晶格结构可能导致严重的声子散射，从而影响KISS電子煙所得氧化石墨烯薄膜的散热性能。因此，为了恢复石墨烯片的结晶度以保证散热，需要对氧化石墨烯薄膜进行高达2800℃以上的碳化和石墨化。
表1.用于热管理的石墨烯基薄膜的最新制备技术。
图3.(a)采用球磨法和真空过滤法制备石墨烯薄膜，(b, c)石墨烯薄膜的表面和截面形貌。
(d, e)石墨烯薄膜的导热性和散热性能(Copyright 2017, John Wiley aKISS電子煙nd Sons)，(f)石墨烯膜离心浸涂示意图及光学照片，(g-i)所得石墨烯薄膜的SEM图像，(j- 1)石墨烯薄膜的导热性能、导电性和电磁干扰屏蔽性能。
但由于机械剥离石墨烯片的分散性差，限制了石墨烯粉末的应用。虽然表面活性剂的使用可以提高剥离效率，但残余添加剂的存在可能会在炭化处理过程中给石墨烯KISS電子煙片引入额外的缺陷，导致k下降。另一方面，由于石墨烯基面之间的Vander Walls相互作用较弱，石墨烯薄膜的力学性能不如氧化石墨烯薄膜。在这方面，如图2(f- 1)所示，一种新的扫描离心铸造方法被用于增强石墨烯片的对准，从而将散热和电磁干扰屏蔽性能分别提高到190W/mk和93 dB。此外，还开发KISS電子煙了一系列改进的剥离方法，在石墨烯片的边缘接枝官能团，如羧基或羟基，以获得更好的力学性能，同时对sp2调和晶格结构的破坏最小。
1.4石墨烯基复合薄膜由于自上而下的制备策略，氧化石墨烯或石墨烯片的横向尺寸相对较小是一个普遍的问题。相邻薄片之间存在大量的边界可能导致严重的声子边界散射，导致κ的下降。因此，KISS電子煙开发基于石墨烯的复合薄膜来填补石墨烯片之间的内部空隙或间隙是一个强烈的动机。例如，Kong等人通过热压碳化，将高导电性碳纤维连接氧化石墨烯薄片，其κ值提高至973W/mk。Hsieh等人开发了石墨烯/碳纳米管复合膜，其面内和面外κ分别达到1 991和76 W/mk。膨胀石墨也被用于与氧化石墨烯结合，以KISS電子煙提高导热性和电磁干扰屏蔽性能。最近，如图4(a-f)所示，石墨烯和碳纳米管的协同效应的κ值为1154W/mk，电磁干扰屏蔽性能为~50 dB。图4(gl)展示了石墨烯在碳纳米管纱线薄膜上的改性喷涂涂层，据报道其κ值为1 056 W/mk。如图4d所示，碳纤维或碳纳米管的存在在石墨烯或氧化石墨烯片之间架KISS電子煙起了有效的散热通道，起到了重要作用。
图4.(a)氧化石墨烯/碳纳米管复合膜的棒状涂层制备，(b, c)复合膜的SEM和TEM形貌。(d) CNTs作为连接石墨烯片的热通道示意图，(e, f)复合薄膜的热屏蔽性能和电磁干扰屏蔽性能，（g)在碳纳米管纱线上喷涂氧化石墨烯涂层的示意图，(h, i)氧化石墨KISS電子煙烯/碳纳米管复合膜的SEM和TEM图像，(j)还原氧化石墨烯/碳纳米管改善传热性能的示范，(k)不同氧化石墨烯负载下复合膜的导热系数，(l)复合膜与铜片的红外照片对比。
此外，如图5所示，Li等人将PI纸浆作为骨架，再过滤氧化石墨烯溶液，石墨化后制备了k为1428 W/mk的rGO/PI复合膜，使PI变KISS電子煙成导电石墨结构。但值得注意的是，石墨烯与这些低维碳材料之间的弱范德华相互作用导致复合薄膜在小半径弯曲下的柔韧性相对较差。
图5.(a)氧化石墨烯溶液在PI纸浆上的铸造过程，(b-d) PI纸浆和石墨化GO/PI复合膜的光学照片和SEM形貌，(e) GO/PI薄膜与铜箔的散热性能比较，(f) g-C3NKISS電子煙4连接的氧化石墨烯示意图，(g, h) rGO/C3N4复合膜的表面形貌和截面形貌，(i-k) rGO/ C3N4薄膜的导热系数和在CPU上的散热性能。
另一方面，对氧化石墨烯片进行化学改性，实现共价键连接，也是恢复石墨烯片间边界的有效途径。引入硅烷功能化策略可降低石墨烯薄膜的热阻，其κ值增加56%，KISS電子煙达到1642W/mk。如图5(f-k)所示，Wang等人使用2D gC3N4作为连接子来拼接rGO薄片，其k增强了17.3%。将rGO/g-C3N4复合薄膜涂在CPU芯片上，工作温度在40秒内降低了10℃以上。在这方面，我们的团队采用了所谓的“分子焊接”策略，通过PI、聚苯胺(PANI)、聚乙烯亚胺KISS電子煙(PEI)或其他聚合物连接氧化石墨烯薄片。如图6所示，通过对GO的修饰k提高约60%。PI的存在为热传递提供了有效的声子通道，从而提高了导热性能。聚丙烯腈(PAN)也是偶联氧化石墨烯的有效替代品，可提高散热性能。这种修补石墨烯或氧化石墨烯薄膜缺陷的改性策略，为应用剥离的石墨烯或氧化石墨烯粉末进行热管KISS電子煙理提供了有效途径。
提高导热性的关键因素
具有完美晶格结构的石墨烯表现出惊人的热学和电学性能。但实际上，由于石墨烯薄膜的制备和组装过程，石墨烯片存在许多缺陷。如图7所示，晶格缺陷如空位、晶界和含氧或含氮基团的功能化容易引起强烈的声子-声子散射。
图7KISS電子煙.氧化石墨烯/PI复合膜改性分子焊接策略的阐述。
而在微米级石墨烯或氧化石墨烯片的组装过程中，石墨烯片之间主要产生的间隙或皱褶可能会影响石墨烯的性能导致声子边界散射，阻碍热传递。随着石墨烯作为一种潜在的散热材料的兴起，越来越多的基于分子动力学(MD)或密度泛函理论(DFT)的热性能理论预测被用于提高石KISS電子煙墨烯基复合薄膜的k。本节结合实验和理论结果，总结了影响石墨烯及其复合薄膜热学和电学性能的四个重要因素。
2.1 结构与缺陷
sp2结构的碳原子赋予石墨烯极高的κ值，而氧化石墨烯的κ值由于其边缘或石墨烯平面的严重氧化而急剧下降了3或4个数量级。如图8所示，对石墨烯中的缺陷和掺杂进行了详细的研究，证明了缺陷KISS電子煙和掺杂石墨烯的κ与缺陷和掺杂比呈指数关系。Chen等人通过CVD方法制备了13C同位素标记的石墨烯薄膜，该薄膜是通过引入13CH4实现的。结果表明，只要掺杂1%的13C，石墨烯晶格中的声子输运就会发生很大的变化。Kim等人。通过第一性原理计算掺杂石墨烯的k，发现掺杂石墨烯的k仅为原始石墨烯的约10%KISS電子煙，这表明石墨烯中的杂原子增强了电子-声子散射。
图8.(a)石墨烯结构缺陷示意图,(b)不同缺陷比下石墨烯带的导热系数,(c)归一化热导率与平均自由程的关系,(d)不同类型声子的弛豫时间。
除了同位素或杂原子掺杂效应外，Stone-Wales、空位或线缺陷等固有结构缺陷也对声子输运有影响。Xie等人发现KISS電子煙之字形石墨烯纳米带中的热输运受到归一化导热系数较低的拓扑线缺陷的影响。Islam还计算了空位缺陷对石墨烯声子性质的影响。随着空位的增加，声子散射受到影响。Tan等人。采用非平衡格林函数法模拟了具有五边形-七边形缺陷的石墨烯的热输运性质。结果表明，PHD对锯齿形和扶手椅形方向都有影响，k对缺陷区域的宽KISS電子煙度不敏感。缺陷影响的详细计算结果表明，即使在0.23%的低浓度下，单缺陷、双缺陷和Stone-Wales缺陷的k值也分别降低了~57.6%、~42.4%和~31.9%。
2.2 尺寸效应
石墨烯片的晶粒尺寸也是决定弹道或扩散声子输运的重要因素之一。值得注意的是，晶粒尺寸与横向尺寸不同，例如大尺寸的氧化石KISS電子煙墨烯薄片甚至可以达到10000 μm2，但由于结构缺陷，其晶粒尺寸仍然很小。已知声子平均自由程(MFP)长度对热输运有重要贡献。Xu等人在室温下测量了石墨烯片(最长尺寸为9)，其κ值为1689 W/mk至1813 W/mk。此外，NEMD对石墨烯中热传递的刺激与实验相似。观察到k随着样本长度的增加而增加KISS電子煙，当L比平均MFP长一个数量级时，k的比例为logL。Park等建立了不同长度的石墨烯超级单体，结果表明，当长度低于800nm时，k呈线性增加，并以声子弹道输运为主，随着长度的进一步增加，k以扩散热输运为主。估计石墨烯片中k的宏观极限可达3200W/mk。
通过大量的实验研究，证实了尺寸效应对导热性能KISS電子煙的重要性。例如，如图9所示，Lee等人操纵CVD条件来控制多晶石墨烯的晶粒尺寸。尺寸为4.1、2.2和0.5 μm的石墨烯片的面内k分别为2660、1890和680W/mk，表明石墨烯的导热性能与晶粒尺寸呈正相关。提出了一种改进的分离吸附CVD (SACVD)方法，用于控制Pt衬底上200 nm ~KISS電子煙1 μm的均匀晶粒尺寸。k随着晶粒尺寸的减小而显著降低，而电导率则缓慢降低。
图9.(a)石墨烯结构缺陷示意图,(b)不同缺陷比下石墨烯带的导热系数,(c)归一化热导率与平均自由程的关系,(d)不同类型声子的弛豫时间。
为了评估氧化石墨烯和石墨烯薄片的尺寸效应，如图10(a-e)所示，Kumar等人。
采KISS電子煙用离心法收集大粒径氧化石墨烯(L-GO)。SEM图像显示，L-GO的尺寸达到~40 μm，而小尺寸GO(S-GO)的尺寸仅为5 μm。L-GO薄膜具有较好的EMI屏蔽性能，其k值为1390W/mk，比rS-GO薄膜高35% 。Peng等人制备了无碎片rGO (DfrGO)薄膜具有极高的k为1950 WKISS電子煙/mk以及优异的柔韧性。如图10(f- 1)所示，LGO形成的微褶皱使薄膜具有更高的伸长率，并且具有较好的小半径扭转容忍度。
图10.(a, b)离心采集的L-GO和S-GO的SEM图像，(c) L-GO和rL-GO胶片的数码照片，(d和e) rL-GO和rS-GO薄膜的热屏蔽性能和EMI屏蔽性能，(KISS電子煙f)说明无碎片氧化石墨烯薄片形成微褶皱，(g-h) DfrGO薄膜的横截面和表面形貌。(j)柔性优异的DfrGO薄膜的光学图像。(k, l) DfrGO薄膜的散热性能和导热系数。
2.3 界面效应
当石墨烯片与衬底接触时，界面声子散射和耦合也是石墨烯膜平行或垂直方向热输运的关键问题。当石墨烯层数从1层增KISS電子煙加到4层时，界面耦合导致石墨烯纳米片的κ显著降低67%。实验结果也支持这一观点。悬浮石墨烯片的κ为5300W/mk，但由于石墨烯和硅晶格之间强烈的界面声子散射，附着在硅片上的剥离石墨烯片的κ显著降低至~600 W/mk。根据进一步的MD刺激结果，由于面外声学(ZA)的阻尼，k表现出一个数量级的降低。除KISS電子煙了石墨烯片或衬底之间的声子散射外，薄膜内石墨烯层之间的众多界面引起的声子散射也是石墨烯片组装成凝聚膜期间热阻的主要来源。例如，Renteria等人发现石墨烯层分离在还原氧化石墨烯薄膜内部形成“气穴”，由于界面声子散射，会大大降低交叉平面k。到目前为止，有两种策略可以提高石墨烯薄膜的密度或致密性。一方KISS電子煙面，探讨了各种附加力的装配方法来控制或增强氧化石墨烯薄膜的取向。例如，由于氧化石墨烯的Kerr系数极大，在低电场条件下可以控制氧化石墨烯的有序度和排列程度。Zhai等人通过施加外部电位，实现了由孤立簇形成三维网络的有序对齐。受金属带离心铸造的启发，在图11中，Zhong等人开发了一种改善氧化石墨烯片KISS電子煙取向的氧化石墨烯及其复合膜离心铸造方法。随着氧化石墨烯薄片定向排列对应的旋转速度的增加，氧化石墨烯薄膜的电导率增加到650 S/cm。通过调整氧化石墨烯薄片的层距，它也显示出在海水淡化或过滤方面的潜在应用。
图11.(a)离心铸造法制备的氧化石墨烯薄膜的演示，(b)米尺度独立氧化石墨烯薄膜的光学照片，KISS電子煙(c)还原氧化石墨烯薄膜的光学照片和SEM图像。
03结论综上所述，本文从石墨烯基薄膜的制备方法和影响其散热性能的关键因素等方面综述了近年来石墨烯基薄膜的研究进展。很难找出哪种原料或方法对热管理是最好的。每种方法都存在与石墨烯片的颗粒或横向尺寸和方向有关的精度问题。总的来说，还原后的氧化石墨烯薄膜具有KISS電子煙良好的可加工性，适用于大多数制备方法，甚至适用于规模化的工业生产。但是由于氧化处理过程中引入了大量的缺陷，因此需要在极高的温度(2800℃~ 3000℃)下石墨化来恢复氧化石墨烯薄膜中的缺陷。由于石墨烯片间相互作用弱，采用机械剥离法制备的石墨烯薄膜在加工方法和抗弯曲性能上存在缺陷。石墨烯基复合薄膜具KISS電子煙有多种优点，在高效散热方面得到了广泛应用。碳纤维、碳纳米管或聚合物基石墨结构可提供声子在微米级石墨烯片之间传递的途径，以增强原始氧化石墨烯或石墨烯膜的k。
理论和实验结果都证明了石墨烯薄膜的结构缺陷、晶粒或横向尺寸以及取向是影响石墨烯薄膜导热性能的重要因素，这与石墨烯薄膜在缺陷、晶界或界面处发生的声子KISS電子煙散射有关。目前，石墨烯基薄膜在LED灯泡、手机和传统散热器涂层等热管理领域显示出巨大的潜力。因此，提高石墨烯或氧化石墨烯的质量和降低工业规模的成本仍然是最重要的问题之一。来源 |New Carbon Materials
原文 |https://doi.org/10.1016/S1872-5805(21KISS電子煙)60092-6实际上石墨烯本来就存在于自然界，只是难以剥离出单层结构。石墨烯一层层叠起来就是石墨，厚1毫米的石墨KISS電子煙大约包含300万层石墨烯。铅笔在纸上轻轻划过，留下的痕迹就可能是几层甚至仅仅一层石墨烯。2004年，英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·盖姆（Andre Geim）和康斯坦丁·诺沃消洛夫（Konstantin Novoselov）发现他们能用一种非常简单的方法得到越来越薄的石墨薄片。他们从高定向热解KISS電子煙石墨中剥离出石墨片，然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上，撕开胶带，就能把石墨片一分为二。不断地这样操作，于是薄片越来越薄，最后，他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片，这就是石墨烯。他们共同获得2010年诺贝尔物理学奖，石墨烯常见的粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法，薄膜生产方法KISS電子煙为化学气相沉积法（CVD）。
这以后，制备石墨烯的新方法层出不穷。2009年，安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫在单层和双层石墨烯体系中分别发现了整数量子霍尔效应及常温条件下的量子霍尔效应，他们也因此获得2010年度诺贝尔物理学奖。在发现石墨烯以前，大多数物理学家认为，热力学涨落不允许任何二维晶体在有KISS電子煙限温度下存在。所以，它的发现立即震撼了凝聚体物理学学术界。虽然理论和实验界都认为完美的二维结构无法在非绝对零度稳定存在，但是单层石墨烯能够在实验中被制备出来。2018年3月31日，中国首条全自动量产石墨烯有机太阳能光电子器件生产线在山东菏泽启动，该项目主要生产可在弱光下发电的石墨烯有机太阳能电池（下KISS電子煙称石墨烯OPV），破解了应用局限、对角度敏感、不易造型这三大太阳能发电难题。
2018年6月27日，中国石墨烯产业技术创新战略联盟发布新制订的团体标准《含有石墨烯材料的产品命名指南》。这项标准规定了石墨烯材料相关新产品的命名方法。2023年4月，英国曼彻斯特大学研究人员报告了在环境条件下石墨烯中出现的KISS電子煙创纪录的高磁阻：其在标准永磁体（约1000高斯，或1特斯拉）的磁场中磁阻率达到了100%以上。在磁场下能强烈改变电阻率的材料会被广泛应用，例如每辆汽车和每台计算机都包含的微型磁传感器。
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石墨烯介绍
一
石墨烯的物理性质
内部结构：石墨烯内部碳原子的排列方式与石墨单原子层一样以sp2杂化轨道成键，并有如下的特KISS電子煙点：碳原子有4个价电子，其中3个电子生成sp2键，即每个碳原子都贡献一个位于pz轨道上的未成键电子，近邻原子的pz轨道与平面成垂直方向可形成π键，新形成的π键呈半填满状态。研究证实，石墨烯中碳原子的配位数为3，每两个相邻碳原子间的键长为1.42×10-10米，键与键之间的夹角为120°。除了σ键与其KISS電子煙他碳原子链接成六角环的蜂窝式层状结构外，每个碳原子的垂直于层平面的pz轨道可以形成贯穿全层的多原子的大π键（与苯环类似），因而具有优良的导电和光学性能。
单层石墨烯结构图
力学特性
石墨烯是已知强度最高的材料之一，同时还具有很好的韧性，且可以弯曲，石墨烯的理论杨氏模量达1.0TPa，固有的拉伸强度为130KISS電子煙GPa。而利用氢等离子改性的还原石墨烯也具有非常好的强度，平均模量可达0.25TPa。 [8] 由石墨烯薄片组成的石墨纸拥有很多的孔，因而石墨纸显得很脆，然而，经氧化得到功能化石墨烯，再由功能化石墨烯做成石墨纸则会异常坚固强韧。 [8]
电子效应
石墨烯构成富勒烯、碳纳米管和石墨示意图
石墨烯在室温下的载流子迁KISS電子煙移率约为15000cm2/（V·s），这一数值超过了硅材料的10倍，是已知载流子迁移率最高的物质锑化铟（InSb）的两倍以上。在某些特定条件下如低温下，石墨烯的载流子迁移率甚至可高达250000cm2/（V·s）。与很多材料不一样，石墨烯的电子迁移率受温度变化的影响较小，50~500K之间的任何温度KISS電子煙下，单层石墨烯的电子迁移率都在15000cm2/（V·s）左右。另外，石墨烯中电子载体和空穴载流子的半整数量子霍尔效应可以通过电场作用改变化学势而被观察到，而科学家在室温条件下就观察到了石墨烯的这种量子霍尔效应。 石墨烯中的载流子遵循一种特殊的量子隧道效应，在碰到杂质时不会产生背散射，这是石墨烯局域KISS電子煙超强导电性以及很高的载流子迁移率的原因。石墨烯中的电子和光子均没有静止质量，他们的速度是和动能没有关系的常数。
石墨烯是一种零距离半导体，因为它的传导和价带在狄拉克点相遇。在狄拉克点的六个位置动量空间的边缘布里渊区分为两组等效的三份。相比之下，传统半导体的主要点通常为Γ，动量为零。
热性能
石墨烯具有非常KISS電子煙好的热传导性能。纯的无缺陷的单层石墨烯的导热系数高达5300W/mK，是为止导热系数最高的碳材料，高于单壁碳纳米管（3500W/mK）和多壁碳纳米管（3000W/mK）。当它作为载体时，导热系数也可达600W/mK。 [8]此外，石墨烯的弹道热导率可以使单位圆周和长度的碳纳米管的弹道热导率的下限下移。KISS電子煙
导热系数实验值
电阻系数和温度系数
光学特性
石墨烯具有非常良好的光学特性，在较宽波长范围内吸收率约为2.3%，看上去几乎是透明的。在几层石墨烯厚度范围内，厚度每增加一层，吸收率增加2.3%。大面积的石墨烯薄膜同样具有优异的光学特性，且其光学特性随石墨烯厚度的改变而发生变化。这是单层石墨烯所具有的不寻常低KISS電子煙能电子结构。室温下对双栅极双层石墨烯场效应晶体管施加电压，石墨烯的带隙可在0~0.25eV间调整。施加磁场，石墨烯纳米带的光学响应可调谐至太赫兹范围。
当入射光的强度超过某一临界值时，石墨烯对其的吸收会达到饱和。这些特性可以使得石墨烯可以用来做被动锁模激光器。这种独特的吸收可能成为饱和时输入光强超过一KISS電子煙个阈值，这称为饱和影响，石墨烯可饱和容易下可见强有力的激励近红外地区，由于环球光学吸收和零带隙。由于这种特殊性质，石墨烯具有广泛应用在超快光子学。石墨烯/氧化石墨烯层的光学响应可以调谐电。 更密集的激光照明下，石墨烯可能拥有一个非线性相移的光学非线性克尔效应。
溶解性：在非极性溶剂中表现出良好的溶解性KISS電子煙，具有超疏水性和超亲油性。
熔点：科学家在2015年的研究中表示约4125K ，有其他研究表明熔点可能在5000K左右。
其他性质：可以吸附和脱附各种原子和分子。
化学性质
石墨烯的化学性质与石墨类似，石墨烯可以吸附并脱附各种原子和分子。当这些原子或分子作为给体或受体时可以改变石墨烯载流子的浓度，而石墨烯KISS電子煙本身却可以保持很好的导电性。但当吸附其他物质时，如H+和OH-时，会产生一些衍生物，使石墨烯的导电性变差，但并没有产生新的化合物。因此，可以利用石墨来推测石墨烯的性质。例如石墨烷的生成就是在二维石墨烯的基础上，每个碳原子多加上一个氢原子，从而使石墨烯中sp2碳原子变成sp3杂化。 [8]可以在实验室中KISS電子煙通过化学改性的石墨制备的石墨烯的可溶性片段。
化合物
氧化石墨烯（grapheneoxide，GO）：一种通过氧化石墨得到的层状材料。体相石墨经发烟浓酸溶液处理后，石墨烯层被氧化成亲水的石墨烯氧化物，石墨层间距由氧化前的3.35Å增加到7~10Å，经加热或在水中超声剥离过程很容易形成分离的石墨烯氧化物片KISS電子煙层结构。XPS、红外光谱（IR）、固体核磁共振谱（NMR）等表征结果显示石墨烯氧化物含有大量的含氧官能团，包括羟基、环氧官能团、羰基、羧基等。羟基和环氧官能团主要位于石墨的基面上，而羰基和羧基则处在石墨烯的边缘处。
石墨烷（graphane）：可通过石墨烯与氢气反应得到，是一种饱和的碳氢化合物，具有分KISS電子煙子式（CH）n，其中所有的碳是sp3杂化并形成六角网络结构，氢原子以交替形式从石墨烯平面的两端与碳成键，石墨烷表现出半导体性质，具有直接带隙。
氮掺杂石墨烯或氮化碳（carbonnitride）：在石墨烯晶格中引入氮原子后变成氮掺杂的石墨烯，生成的氮掺杂石墨烯表现出较纯石墨烯更多优异的性能，呈无序、透KISS電子煙明、褶皱的薄纱状，部分薄片层叠在一起，形成多层结构，显示出较高的比电容和良好的循环寿命。
生物相容性：羧基离子的植入可使石墨烯材料表面具有活性功能团，从而大幅度提高材料的细胞和生物反应活性。石墨烯呈薄纱状与碳纳米管的管状相比，更适合于生物材料方面的研究。并且石墨烯的边缘与碳纳米管相比，更长，更易于被掺KISS電子煙杂以及化学改性，更易于接受功能团。
氧化性：可与活泼金属反应。
还原性：可在空气中或是被氧化性酸氧化，通过该方法可以将石墨烯裁成小碎片。 石墨烯氧化物是通过石墨氧化得到的层状材料，经加热或在水中超声剥离过程很容易形成分离的石墨烯氧化物片层结构。
加成反应：利用石墨烯上的双键，可以通过加成反应，加入需要的基KISS電子煙团。
稳定性：石墨烯的结构非常稳定，碳碳键（carbon-carbon bond）仅为1.42。石墨烯内部的碳原子之间的连接很柔韧，当施加外力于石墨烯时，碳原子面会弯曲变形，使得碳原子不必重新排列来适应外力，从而保持结构稳定。这种稳定的晶格结构使石墨烯具有优秀的导热性。另外，石墨烯中的电子在轨道中移动KISS電子煙时，不会因晶格缺陷或引入外来原子而发生散射。由于原子间作用力十分强，在常温下，即使周围碳原子发生挤撞，石墨烯内部电子受到的干扰也非常小。 同时，石墨烯有芳香性，具有芳烃的性质。
二
石墨烯的制备方法
机械剥离法
机械剥离法是利用物体与石墨烯之间的摩擦和相对运动，得到石墨烯薄层材料的方法。这种方法操作简单，得KISS電子煙到的石墨烯通常保持着完整的晶体结构。2004年，英国两位科学使用透明胶带对天然石墨进行层层剥离取得石墨烯的方法，也归为机械剥离法，这种方法一度被认为生产效率低，无法工业化量产。 这种方法可以制备微米大小的石墨烯，但是其可控性较低，实现大规模合成有一定的困难。2016年，中国科学家发明了一种简单高效KISS電子煙的绿色剥离技术，通过“球-微球”间柔和的滚动转移工艺实现了少层石墨烯（层数3.8±1.9）的规模化制备。
氧化还原法
氧化还原法是通过使用硫酸、硝酸等化学试剂及高锰酸钾、双氧水等氧化剂将天然石墨氧化，增大石墨层之间的间距，在石墨层与层之间插入氧化物，制得氧化石墨（Graphite Oxide）。然后将反KISS電子煙应物进行水洗，并对洗净后的固体进行低温干燥，制得氧化石墨粉体。通过物理剥离、高温膨胀等方法对氧化石墨粉体进行剥离，制得氧化石墨烯。最后通过化学法将氧化石墨烯还原，得到石墨烯（RGO）。这种方法操作简单，产量高，但是产品质量较低。氧化还原法使用硫酸、硝酸等强酸，存在较大的危险性，又须使用大量的水进行清KISS電子煙洗，带来较大的环境污染。
使用氧化还原法制备的石墨烯，含有较丰富的含氧官能团，易于改性。但由于在对氧化石墨烯进行还原时，较难控制还原后石墨烯的氧含量，同时氧化石墨烯在阳光照射、运输时车厢内高温等外界每件影响下会不断的还原，因此氧化还原法生产的石墨烯逐批产品的品质往往不一致，难以控制品质。
取向附生法
取向KISS電子煙附生法是利用生长基质原子结构“种”出石墨烯，首先让碳原子在1150℃下渗入钌，然后冷却，冷却到850℃后，之前吸收的大量碳原子就会浮到钌表面，最终镜片形状的单层的碳原子会长成完整的一层石墨烯。第一层覆盖后，第二层开始生长。底层的石墨烯会与钌产生强烈的相互作用，而第二层后就几乎与钌完全分离，只剩下弱电KISS電子煙耦合。但采用这种方法生产的石墨烯薄片往往厚度不均匀，且石墨烯和基质之间的黏合会影响碳层的特性。
碳化硅外延法
SiC外延法是通过在超高真空的高温环境下，使硅原子升华脱离材料，剩下的C原子通过自组形式重构，从而得到基于SiC衬底的石墨烯。这种方法可以获得高质量的石墨烯，但是这种方法对设备要求较高。
赫默法
通KISS電子煙过Hummer法制备氧化石墨；将氧化石墨放入水中超声分散，形成均匀分散、质量浓度为0.25g/L～1g/L的氧化石墨烯溶液，再向所述的氧化石墨烯溶液中滴加质量浓度为28%的氨水；将还原剂溶于水中，形成质量浓度为0.25g/L～2g/L的水溶液；将配制的氧化石墨烯溶液和还原剂水溶液混合均匀，将所得混合KISS電子煙溶液置于油浴条件下搅拌，反应完毕后，将混合物过滤洗涤、烘干后得到石墨烯。
化学气相沉积法
化学气相沉积法即（CVD）是使用含碳有机气体为原料进行气相沉积制得石墨烯薄膜的方法。这是生产石墨烯薄膜最有效的方法。这种方法制备的石墨烯具有面积大和质量高的特点，但现阶段成本较高，工艺条件还需进一步完善。由于石墨烯KISS電子煙薄膜的厚度很薄，因此大面积的石墨烯薄膜无法单独使用，必须附着在宏观器件中才有使用价值，例如触摸屏、加热器件等。
低压气相沉积法是部分学者使用的，其将单层石墨烯在Ir表面上生成，通过进一步研究可知，这种石墨烯结构可以跨越金属台阶，连续性的和微米尺度的单层碳结构逐渐在Ir表面上形成。 毫米量级的单晶石墨KISS電子煙烯是利用表面偏析的方法得到的。厘米量级的石墨烯和在多晶Ni薄膜上外延生长石墨烯是由部分学者发现的，在1000℃下加热300纳米厚的Ni 膜表面，同时在CH4气氛中进行暴露，经过一段时间的反应后，大面积的少数层石墨烯薄膜会在金属表面形成。
三
石墨烯的只要分类
单层石墨烯
单层石墨烯（Graphene）：指由KISS電子煙一层以苯环结构（即六角形蜂巢结构）周期性紧密堆积的碳原子构成的一种二维碳材料。
双层石墨烯
双层石墨烯（Bilayer or double-layer graphene）：指由两层以苯环结构（即六角形蜂巢结构）周期性紧密堆积的碳原子以不同堆垛方式（包括AB堆垛、AA堆垛等）堆垛构成的一种二维碳材料。
少层KISS電子煙石墨烯
少层石墨烯（Few-layer）：指由3-10层以苯环结构（即六角形蜂巢结构）周期性紧密堆积的碳原子以不同堆垛方式（包括ABC堆垛，ABA堆垛等）堆垛构成的一种二维碳材料。
多层石墨烯
多层石墨烯又叫厚层石墨烯（multi-layer graphene）：指厚度在10层以上10nm以下苯环结构（即KISS電子煙六角形蜂巢结构）周期性紧密堆积的碳原子以不同堆垛方式（包括ABC堆垛、ABA堆垛等）堆垛构成的一种二维碳材料。
四
石墨烯的主要应用
随着批量化生产以及大尺寸等难题的逐步突破，石墨烯的产业化应用步伐正在加快，基于已有的研究成果，最先实现商业化应用的领域可能会是移动设备、航空航天、新能源电池领域。
基础研究
石KISS電子煙墨烯对物理学基础研究有着特殊意义，它使得一些此前只能在理论上进行论证的量子效应可以通过实验经行验证。在二维的石墨烯中，电子的质量仿佛是不存在的，这种性质使石墨烯成为了一种罕见的可用于研究相对论量子力学的凝聚态物质——因为无质量的粒子必须以光速运动，从而必须用相对论量子力学来描述，这为理论物理学家们提KISS電子煙供了一个崭新的研究方向：一些原来需要在巨型粒子加速器中进行的试验，可以在小型实验室内用石墨烯进行。
零能隙的半导体主要是单层石墨烯，这种电子结构会严重影响到气体分子在其表面上的作用。单层石墨烯较体相石墨表面反应活性增强的功能是由石墨烯的氢化反应和氧化反应结果显示出来的，说明石墨烯的电子结构可以调变其表KISS電子煙面的活性。另外，石墨烯的电子结构可以通过气体分子吸附的诱导而发生相应的变化，其不但对载流子的浓度进行改变，同时可以掺杂不同的石墨烯。
传感器
红外光束激发等离子体石墨烯传感器示意图
石墨烯可以做成化学传感器，这个过程主要是通过石墨烯的表面吸附性能来完成的，根据部分学者的研究可知，石墨烯化学探测器的灵敏度可KISS電子煙以与单分子检测的极限相比拟。 石墨烯独特的二维结构使它对周围的环境非常敏感。 石墨烯是电化学生物传感器的理想材料，石墨烯制成的传感器在医学上检测多巴胺、葡萄糖等具有良好的灵敏性。
晶体管
石墨烯可以用来制作晶体管，由于石墨烯结构的高度稳定性，这种晶体管在接近单个原子的尺度上依然能稳定地工作。相比之下，目KISS電子煙前以硅为材料的晶体管在10纳米左右的尺度上就会失去稳定性；石墨烯中电子对外场的反应速度超快这一特点，又使得由它制成的晶体管可以达到极高的工作频率。例如IBM公司在2010年2月就已宣布将石墨烯晶体管的工作频率提高到了100GHz，超过同等尺度的硅晶体管。
柔性显示屏
柔性显示屏
消费电子展上可弯曲屏幕备受KISS電子煙瞩目，成为未来移动设备显示屏的发展趋势。柔性显示未来市场广阔，作为基础材料的石墨烯前景也被看好。韩国研究人员首次制造出了由多层石墨烯和玻璃纤维聚酯片基底组成的柔性透明显示屏。韩国三星公司和成均馆大学的研究人员在一个63厘米宽的柔性透明玻璃纤维聚酯板上，制造出了一块电视机大小的纯石墨烯。他们表示，这是KISS電子煙迄今为止“块头”最大的石墨烯块。随后，他们用该石墨烯块制造出了一块柔性触摸屏。研究人员表示，从理论上来讲，人们可以卷起智能手机，然后像铅笔一样将其别在耳后。
新能源电池
石墨烯基超级电容器结构与不同电压下的石墨烯理论能量密度
新能源电池也是石墨烯最早商用的一大重要领域。美国麻省理工学院已成功研制出表面附有KISS電子煙石墨烯纳米涂层的柔性光伏电池板，可极大降低制造透明可变形太阳能电池的成本，这种电池有可能在夜视镜、相机等小型数码设备中应用。另外，石墨烯超级电池的成功研发，也解决了新能源汽车电池的容量不足以及充电时间长的问题，极大加速了新能源电池产业的发展。这一系列的研究成果为石墨烯在新能源电池行业的应用铺就了道路KISS電子煙。
海水淡化
储氢材料
石墨烯过滤器比其他海水淡化技术要使用的多。水环境中的氧化石墨烯薄膜与水亲密接触后，可形成约0.9纳米宽的通道，小于这一尺寸的离子或分子可以快速通过。通过机械手段进一步压缩石墨烯薄膜中的毛细通道尺寸，控制孔径大小，能高效过滤海水中的盐份。
储氢材料
石墨烯具有质量轻、高化学稳定性和高比表KISS電子煙面积等优点，使之成为储氢材料的最佳候选者。
航空航天
由于高导电性、高强度、超轻薄等特性，石墨烯在航天军工领域的应用优势也是极为突出的。2014年，美国NASA开发出应用于航天领域的石墨烯传感器，就能很好的对地球高空大气层的微量元素、航天器上的结构性缺陷等进行检测。而石墨烯在超轻型飞机材料等潜在应用上也KISS電子煙将发挥更重要的作用。
感光元件
以石墨烯作为感光元件材质的新型感光元件，可望透过特殊结构，让感光能力比现有CMOS或CCD提高上千倍，而且损耗的能源也仅需原本10%。可应用在监视器与卫星成像领域中，可以应用于照相机、智能手机等。
复合材料
复合材料
基于石墨烯的复合材料是石墨烯应用领域中的重要研究方向，其在能KISS電子煙量储存、液晶器件、电子器件、生物材料、传感材料和催化剂载体等领域展现出了优良性能，具有广阔的应用前景。目前石墨烯复合材料的研究主要集中在石墨烯聚合物复合材料和石墨烯基无机纳米复合材料上，而随着对石墨烯研究的深入，石墨烯增强体在块体金属基复合材料中的应用也越来越受到人们的重视。 石墨烯制成的多功能聚合KISS電子煙物复合材料、高强度多孔陶瓷材料，增强了复合材料的许多特殊性能。
生物
石墨烯被用来加速人类骨髓间充质干细胞的成骨分化 ，同时也被用来制造碳化硅上外延石墨烯的生物传感器。同时石墨烯可以作为一个神经接口电极，而不会改变或破坏性能，如信号强度或疤痕组织的形成。由于具有柔韧性、生物相容性和导电性等特性，石墨烯KISS電子煙电极在体内比钨或硅电极稳定得多。 石墨烯氧化物对于抑制大肠杆菌的生长十分有效，而且不会伤害到人体细胞。
五
石墨烯的发展前景
石墨烯的研究与应用开发持续升温，石墨和石墨烯有关的材料广泛应用在电池电极材料、半导体器件、透明显示屏、传感器、电容器、晶体管等方面。鉴于石墨烯材料优异的性能及其潜在的应用价值，在化KISS電子煙学、材料、物理、生物、环境、能源等众多学科领域已取得了一系列重要进展。 [49] 研究者们致力于在不同领域尝试不同方法以求制备高质量、大面积石墨烯材料。并通过对石墨烯制备工艺的不断优化和改进，降低石墨烯制备成本使其优异的材料性能得到更广泛的应用，并逐步走向产业化。
中国在石墨烯研究上也具有独特的优势，从生KISS電子煙产角度看，作为石墨烯生产原料的石墨，在我国储能丰富，价格低廉。正是看到了石墨烯的应用前景，许多国家纷纷建立石墨烯相关技术研发中心，尝试使用石墨烯商业化，进而在工业、技术和电子相关领域获得潜在的应用专利。如欧盟委员会将石墨烯作为“未来新兴旗舰技术项目”，设立专项研发计划，未来10年内拨出10亿欧元经费KISS電子煙。英国政府也投资建立国家石墨烯研究所（NGI），力图使这种材料在未来几十年里可以从实验室进入生产线和市场。
石墨烯有望在诸多应用领域中成为新一代器件，为了探寻石墨烯更广阔的应用领域，还需继续寻求更为优异的石墨烯制备工艺，使其得到更好的应用。 石墨烯虽然从合成和证实存在到今天只有短短十几年的时间，但是KISS電子煙已成为今年学者研究的热点。其优异的光学、电学、力学、热学性质促使研究人员不断对其深入研究，随着石墨烯的制备方法不断被开发，石墨烯必将在不久的将来被更广泛地应用到各领域中。
石墨烯产业化还处于初期阶段，一些应用还不足以体现出石墨烯的多种“理想”性能，而世界上很多科研人员正在探索“杀手锏级”的应用，未来在KISS電子煙检测及认证方面需要面对太多挑战，有待在手段及方法上不断创新。
高导热石墨烯产品
一
氧化石墨烯
二
石墨烯均热膜
电子设备单位功耗持续提升，散热的重要性不断提升
高温对多数元器件将产生严重影响，使得大多数电子元器件性能改变甚至失效，从而引起整个电子设备的故障。一方面，电子元件的10℃法则;显示，电子元件的故障发生KISS電子煙率随工作温度的提高呈指数增长，温度每升高10℃，系统可靠性降低50%。另一方面，热失效是电子设备失效的最主要原因，电子设备失效有55%是因为温度过高引起。电子设备在运行过程中会不断产生热量堆积在体内，因此在电子设备内部施加散热手段，使设备保持在合适温度非常重要。
在电子设备高性能、小型化发展趋势下，及KISS電子煙时散热挑战提升，散热设计在电子设备开发中重要性加大。随着集成电路工艺、集成度、工作速度提升，电子设备朝小型化发展、元件密度增大、电源续航能力提高，电子设备系统功耗增加，单位体积产生的热量持续上升。以智能手机为例，其处理器功耗不断增加，而机身厚度的不断压缩，电子设备面临的散热挑战不断加大，散热设计重要KISS電子煙性持续提升。以5G手机为例，功能创新带来功耗提升，散热需求随之升级。主要发热源为处理器、电池、摄像头、LED模组，5G手机需要支持更多的频段和实现更复杂的功能，天线数量翻倍，射频前端增加，处理器性能提升，同时智能手机向大屏折叠屏、多摄高清摄升级、大功率快充升级，使得手机内集成的功能模块更多更紧密。5KISS電子煙G手机芯片功耗约11W，约是4G手机的2.5倍，散热需求强烈。目前4G广泛应用的散热材料有石墨片、导热界面材料等，受制于其导热系数的极限，已经很难满足5G手机需求。
石墨烯散热膜是以石墨烯为原料，采用多层石墨烯堆叠而成的高定向导热膜，包含保护膜、单面胶、石墨烯膜、双面胶和离型膜等。
报名名单（部分）
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会议基本信息
会议名称：2023势银国际先进聚酰亚胺产业大会（PITA）会议时间：2023年9月13-14日会议地点：株洲美的万豪酒店（湖南省株洲市天元区隆兴路160号）会议规模：500人相关单位
主办单位：势银（TrendBank）联合主办：株洲时代华鑫新材料技术有限公司协办单位：株洲现代高分子新KISS電子煙材料产业集群发展促进中心、南通博联材料科技有限公司指导单位：株洲市渌口区人民政府、中国石油和化学工业联合会承办单位：势银膜链票价信息
如何付款
银行账户公司名称：宁波膜智信息科技有限公司税号：913302013168431785地址：宁波市鄞州区金融硅谷11号楼38层电话：0574-87818480开户KISS電子煙行：中国农业银行宁波江北分行（行号：103332010203）帐号：39102001040015831（注：唯一公对公付款账号）* 关于发票默认提供电子发票（增值税普通发票），请知悉。如需提供纸质增值税普通发票，请联系工作人员。扫描下方二维码填写开票信息
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