開發(fā)高效的熱管理技術(shù)對于實現(xiàn)電子設備的最佳性能至關(guān)重要。在這里，通過苯胺基團中的sp
2軌道與石墨烯中的離域大π鍵共軛建立離域共軛體系，以構(gòu)建電子熱傳導路線。然后，石墨烯中豐富的π電子可以不受阻礙地轉(zhuǎn)移到相鄰的銅，從而導致顯著的導熱性。這些結(jié)果表明，用苯胺功能化石墨烯 (PA-Gr-Cu) 沉積的銅基板顯示出506 W m-1k-1 的高熱導率，比原始石墨烯-銅復合材料的熱導率高 30.8% (Gr-Cu)和44.2%銅 (Cu)。置于熱源上5分鐘內(nèi)從30℃加熱到210℃，PA-Gr-Cu的頂面溫度迅速升高至198℃，而Gr-Cu和Cu的頂面溫度僅緩慢升高至 88℃和 59℃。這項工作表明，在N原子中具有一對孤電子的苯胺作為中間分子顯示出優(yōu)越性，可連接石墨烯和銅以建立離域共軛系統(tǒng)。 該創(chuàng)新為在石墨烯與銅之間建立共軛結(jié)構(gòu)以構(gòu)建具有顯著導熱性能的電子熱傳導路徑提供了另一種解決方案，并將推動石墨烯基金屬基復合材料的電子熱傳導路徑在散熱應用中的研究。
圖 1. PA-Gr 和 PA-Gr-Cu 復合材料的制備
圖2。(a)傅里葉變換紅外光譜，(b)紫外/可見光譜，(c)熱重，和(d)Gr和PA-Gr的相應DTG曲線
圖3。Gr、PA-Gr和PA-Gr-Cu的拉曼光譜。
圖4。(a，b)不同尺度下PA-Gr-Cu薄膜表面的掃描電鏡形貌和碳[b(1)]、氧[b(2)]、氮[b(3)]和銅[b(4)]的能譜圖。
圖5。從45℃視角對從銅襯底到PA-Gr-Cu膜的橫截面中的界面上的碳和銅進行的EDS線掃描:(a)碳和銅的掃描電鏡形貌，(b)碳的EDS信號，以及(C)銅的EDS信號。
圖6。Gr、PA-Gr和PA-Gr-Cu的測量掃描；(b) Gr、(c)PA-Gr和(d)PA-Gr-Cu的碳1s光譜；(e) PA-Gr。(f)PA-Gr-Cu的N 1s光譜。
圖7。(a)紅外熱成像和(b)樣品隨時間變化的頂面溫度。
相關(guān)科研成果由廣西師范大學Fenghua Zheng和Juantao Jing等于2021年發(fā)表在ACS Applied Nano Materials（https://doi.org/10.1021/acsanm.1c02680）上。原文：Phenylamine-Functionalized Graphene–Copper Composites with High Thermal Conductivity: Implications for Thermal Dissipation。
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號
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