石墨烯的热导率最高吗?,石墨烯散热

石墨烯的热导率最高吗?

发布时间 : 2020-07-14 17:41:13      访问量 : 517次

  

  石墨烯是由碳原子组成的二维晶体,石墨烯导热只有一个原子厚度。2004年,英国曼彻斯特大学的物理学家安德烈加姆(Andre  Gam)和康斯坦丁诺沃肖洛夫成功地从石墨中分离出石墨烯,这证明了石墨烯可以单独存在,并获得了2010年诺贝尔物理学奖。


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  热导率:

  石墨烯是世界上最薄、最坚硬的纳米材料。它几乎是完全透明的,石墨烯导电只吸收2.3%的光;热导率高达5300瓦/米克,高于碳纳米管和金刚石。常温下,其电子迁移率大于15000 cm2/v  s,高于碳纳米管或硅晶体,电阻率仅为10-6cm,低于铜或银。它是世界上电阻率最低的材料。由于其极低的电阻率和极快的电子迁移,有望用于开发新一代具有更薄和更快导电性的电子元件或晶体管。石墨烯本质上是一种透明的良导体,因此它也适用于制造透明触摸屏、光板甚至太阳能电池。

  石墨烯的出现在科学界激起了巨大的波澜。已经发现石墨烯具有非凡的导电性,比钢强几十倍,并且具有优异的透光率。它的出现有望引发现代电子技术领域的一场革命。在石墨烯中,电子可以非常有效地迁移,而传统的半导体和导体,如硅和铜,表现不如石墨烯。由于电子和原子之间的碰撞,传统的半导体和导体以热的形式释放一些能量。2013年,普通计算机芯片以这种方式浪费了72%-81%的电能,而石墨烯则不同,它的电子能量不会损失,这使得它具有非同寻常的优异特性。

  主要应用:

  石墨烯对于物理学的基础研究有着特殊的意义,它使得一些以前只能在纸上讨论的量子效应可以通过实验得到验证,如电子忽略障碍物和实现鬼魅穿越。但更有趣的是它的许多“极端”物理属性。

  因为只有一层原子,石墨烯发热电子的运动被限制在一个平面上,石墨烯也有全新的电学性质。石墨烯是世界上导电率最高的材料,其中电子的运动速度达到光速的1/300,远远超过一般导体中电子的运动速度。

  在塑料中加入1%的石墨烯可以使塑料具有良好的导电性;加入千分之一的石墨烯可以将塑料的耐热性提高30摄氏度。在此基础上,可以开发出一种新型的薄、轻、抗拉、超强材料,用于制造汽车、飞机和卫星。


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