石墨烯是目前已知的最薄、最强韧、导电性最好的纳米材料,能广泛用于微电子、能源、化学、生物医药、航空航天、环保等领域。日前,中科院上海微系统所与企业共建的石墨烯联合实验室传来好消息,经过数年产学研联合攻关,石墨烯金属复合材料即将走出实验室,相关应用将于今年7月在上海嘉定量产。
此次即将在上海投产的是由石墨烯-铜复合材料制成的手机散热膜。在实验室,科研人员正在对一部装有该材料散热膜的手机进行测试。通常情况下,像这样在充电状况下长时间打游戏的手机会发烫并达到四五十度,实验显示,这部装有石墨烯复合材料散热膜的手机温度维持在三十多度。
中科院上海微系统所研究员丁古巧:传统的手机散热,现在主流的、占主导的应该是PI 膜转换的,用高分子去转变成人工石墨膜。人工石墨膜从技术的发展和成本的控制都已经到了一个极限。石墨烯理论上它的散热会远远超越人工石墨膜。但是怎么样把理论数值做到实际应用,这是非常大的挑战。那我们现在能做到什么呢?我们好的这种设计,好的石墨烯材料加上设计,它的整体的散热效果在某些方面能超越人工石墨膜,这已经是个很大的进步。另外成本的话,比人工石墨膜大幅度下降。
据了解,石墨烯-铜复合手机散热膜,不仅可以大幅提高手机的散热效率,还能降低成本30%以上。该产品应用将于今年7月在上海嘉定量产,预计年销售额突破2000万元。未来,这一技术还将用于电动汽车电池组、5G通讯设备的散热。
记者留意到,与一般科研院所的实验室不同,面积达1000多平米的石墨烯联合实验室是按照产业化需求进行分区的,包括材料研发、应用产品开发等多个功能区。该实验室由中科院上海微系统所与民营企业正泰电器控股新池能源公司联合共建,致力于通过产学研结合,攻坚石墨烯金属复合材料从实验室到中试生产的关键一步,真正将石墨烯请下学术神坛。
由该实验室研发出的石墨烯-铜复合材料,能提升导电性能2%,提升导热性能20%以上,并大幅度降低成本。而除了散热,未来该技术将重点应用于触点、电线电缆等产品。
中科院上海微系统所研究员丁古巧:我们的石墨烯是均匀地体相分布在铜材料里面,这样的话它有几个优点。一个是导电性提高了,刚刚我讲的提高了2%,未来我们希望提高20%甚至更高,这是一个。另外散热性能提高了,散热性能提高了20%左右。还有就是防腐性能,我们石墨烯包覆的铜,在160度可以耐60小时的氧化。