石墨片可帮助下一代智能手机保持凉爽

冷却最新智能手机中内置的强大电子设备可能是一个巨大的挑战。KAUST的研究人员已经开发出一种快速有效的方法来制造碳材料，该材料非常适合散发电子设备中的热量。这种通用材料还可具有其他用途，从气体传感器到太阳能电池。

许多电子设备都使用石墨膜来吸收和消散其电子组件产生的热量。尽管石墨是碳的自然存在形式，但电子设备的热管理是一项苛刻的应用，通常依赖于使用高质量的微米级厚度的石墨膜。负责这项工作的佩德罗·科斯塔实验室的博士后Geetanjali Deokar说：“但是，使用聚合物作为原料来制造这些石墨膜的方法非常复杂并且非常耗能。” 薄膜是通过多步骤工艺制成的，该工艺需要高达3200摄氏度的温度，并且无法生产任何厚度小于几微米的薄膜。

Deokar，Costa及其同事已经开发出一种快速，节能的方法来制造大约100纳米厚的石墨片。该团队使用一种称为化学气相沉积(CVD)的技术在镍箔上生长了纳米厚度的石墨膜(NGF)，其中镍将甲烷的热催化气体转化为甲烷，在其表面形成石墨。Deokar说：“我们通过在900摄氏度的反应温度下仅用5分钟的CVD生长步骤就获得了NGF。”

镍箔上生长的NGF的无聚合物湿法化学转移工艺。信用：KAUST;泽维尔·皮塔

可以在最大55平方厘米的片中生长的NGF在箔的两侧生长。可将其提取并转移到其他表面，而无需聚合物支撑层，这是处理单层石墨烯薄膜时的常见要求。

该团队与电子显微镜专家亚历山德罗·热诺维斯(Alessandro Genovese)合作，捕获了镍上NGF的横截面透射电子显微镜(TEM)图像。Costa说：“观察石墨膜与镍箔的界面是一项空前的成就，它将为这些膜的生长机理提供更多的启示。”

就厚度而言，NGF位于市售的微米级石墨膜和单层石墨烯之间。“补体NGFS石墨烯和工业石墨片，从而增加层状碳的工具箱膜，”科斯塔说。例如，由于其灵活性，NGF可以在现在开始出现在市场上的柔性电话中进行热量管理。他补充说：“ NGF集成比石墨烯薄膜更便宜，更坚固。”

但是，除了散热之外，NGF还可以找到许多应用。TEM图像中突出显示的一个有趣的功能是，NGF的某些部分只有几张碳板厚。“值得注意的是，很少层的石墨烯域的存在导致整个薄膜具有合理程度的可见光透明性，”杜卡说。该小组建议，导电的半透明NGF可用作太阳能电池的组件，或用作检测NO2气体的传感器材料。Costa表示：“我们计划将NGF集成到可以用作多功能活性材料的设备中。”