《Matter》：高度有序致密的导热石墨烯膜
高度取向的石墨烯膜在便携式电子产品中可以被用作热界面材料，然而大部分石墨烯膜都是由氧化石墨烯作前驱体制备得到，氧化石墨烯在热解过程中表面官能团的分解会使得石墨烯膜出现明显的膨胀，影响其性能及应用。
近日，韩国基础科学研究所Rodney S. Ruoff等人发现将小尺寸还原氧化石墨烯（rGO）加入到氧化石墨烯（GO）中，在3000℃热处理后材料会有着较少的膨胀和较高的密度，随后机械压缩可以增加其密度，但会引入缺陷，再次在3000℃下热处理可以得到高度取向的高质量石墨烯膜，石墨烯膜的密度为2.1g/cm3，横截面导热率为5.65W/mK，平面热导率为2025±25W/mK。相关工作以“Highly Ordered and Dense Thermally Conductive Graphitic Films from a Graphene Oxide/Reduced Graphene Oxide Mixture”为题，发表于《Matter》上。
【图文讲解】
研究人员首先制备了高粘度GO凝胶和小尺寸rGO分散液，通过研磨的方式将两种前驱体混合均匀后，利用刮刀制备出GO取向的薄膜，在HI溶液中还原并进行热处理，随后对所得薄膜进行压制以除去热处理引起的膨胀，最后在3000℃下再次热处理减少其晶格缺陷，即可得到高热导率的石墨烯膜。
图1 石墨烯膜制备流程
石墨烯膜的石墨化程度会影响其导热性，为此研究人员采用XRD、Raman等多种手段对多步处理样品的石墨化指标进行了表征分析。结果显示，在第一次热处理样品中添加15wt%小尺寸rGO仍可提高材料的石墨化程度，后续的热压及二次热处理有助于进一步提升薄膜的有序性与石墨化程度，同时引入小尺寸rGO和多步处理也有助于提升材料的力学性能和电导率。
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来源：高分子科学前沿
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