近期，我院孫寶忠教授與中國(guó)科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所共同指導(dǎo)的博士生胡東梅在柔性高導(dǎo)熱碳納米管/石墨烯復(fù)合薄膜研究方面取得突破。相關(guān)成果以”Stronggraphene-interlayeredcarbonnanotubefilmswithhighthermalconductivity”發(fā)表在國(guó)際碳材料注明學(xué)術(shù)期刊《Carbon》（Carbon118(2017)659-665）上。

近年來(lái)，電子器件的封裝呈現(xiàn)出小型化的趨勢(shì)，加之器件功率的不斷增加，材料功率密度因而迅速增大，由此引發(fā)的高密度熱量的擴(kuò)散問(wèn)題已經(jīng)成為了限制電子器件進(jìn)一步發(fā)展的主要瓶頸之一。在20世紀(jì)70年代科學(xué)家發(fā)現(xiàn)聚酰亞胺（PI）碳化而獲得的高定向熱解石墨（HOPG）有著較好的導(dǎo)熱特性，是目前商業(yè)廣泛應(yīng)用的高導(dǎo)熱材料，但其中石墨片層的大量無(wú)序化堆積使得材料的脆性增加，限制了其在柔性需求條件下熱量傳輸?shù)膽?yīng)用。

為此，研究人員將一維的碳納米管與二維的石墨烯材料復(fù)合，碳納米管作為支撐骨架，石墨烯尤如固體膠水一樣將碳納米管或者碳納米管絲束連接在一起，形成兼具力學(xué)（強(qiáng)度、韌性）與熱學(xué)（高導(dǎo)熱）的高強(qiáng)柔性高導(dǎo)復(fù)合薄膜材料。

我們對(duì)可紡絲碳納米管陣列拉膜獲得單層半透明的碳納米管薄膜（厚度在納米級(jí)），通過(guò)卷繞法實(shí)現(xiàn)多層堆疊，在層與層之間，通過(guò)溶液霧化將薄層氧化石墨引入到碳管薄膜中，經(jīng)過(guò)熱壓、高溫處理（2800℃）得到碳納米管/石墨烯復(fù)合薄膜。這種復(fù)合薄膜熱導(dǎo)率高達(dá)1056W/mK，拉伸強(qiáng)度達(dá)1GPa，此外，這種復(fù)合薄膜具有優(yōu)越的柔韌性能，可實(shí)現(xiàn)任意角度裁剪和彎折，在500次對(duì)折實(shí)驗(yàn)中，其結(jié)構(gòu)未發(fā)生變化。因此，該研究可為熱界面材料的設(shè)計(jì)及制備提供新的思路和方法。