據(jù)外媒報(bào)道，斯坦福大學(xué)電氣工程師開(kāi)發(fā)出了一種基于石墨烯和二硒化鎢、二硒化鉬等二維材料的頗具前景的原子級(jí)薄隔熱罩，隔熱性能出色，但厚度僅1張紙的1/50000。相關(guān)成果發(fā)表《Science Advances》雜志上。
眾所周知，筆記本電腦、智能手機(jī)或其它電子設(shè)備在高頻使用后會(huì)產(chǎn)生高溫，容易引起故障甚至爆炸，一般工程師會(huì)將玻璃片、塑料片等集成到電子設(shè)備中，用作隔熱罩，這也會(huì)增加相關(guān)電子設(shè)備的體積。而斯坦福大學(xué)電氣工程系教授Eric Pop團(tuán)隊(duì)從雙層玻璃窗戶中汲取靈感，并且探索使用交替的超薄材料，制作高性能、堅(jiān)固且更薄的隔熱罩。
研究人員將一層單原子石墨烯與其他二維材料（二硫化鉬，二硒化鉬和二硒化鎢）相結(jié)合，每個(gè)材料測(cè)量三個(gè)原子厚度，像紙張一樣堆疊在一起。由四層組成的絕熱體整體上僅測(cè)量10個(gè)原子厚度，并且在進(jìn)行測(cè)試時(shí)證明在吸收熱量時(shí)非常有效。
石墨烯是單層碳原子，因其原子級(jí)薄結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于微納加工、光電、能源、生物醫(yī)學(xué)、軍事科技等領(lǐng)域，被認(rèn)為是一種未來(lái)革命性的材料。二硒化鎢、二硫化鉬等過(guò)渡金屬二維材料因其特殊類石墨烯層狀結(jié)構(gòu)而具有電學(xué)、光學(xué)、等離子體、電化學(xué)和電催化等優(yōu)異性能，在光電、催化、化學(xué)與生物傳感、超級(jí)電容器、太陽(yáng)能電池及鋰離子電池等領(lǐng)域有著非常廣闊的應(yīng)用前景。
研究人員在測(cè)量這些原子級(jí)薄層阻擋熱流的能力時(shí)，使用頂部的石墨烯層作為超薄電加熱器，然后使用拉曼激光測(cè)量熱量如何流過(guò)其余層。激光功率很低，因此不會(huì)引入額外的加熱，但激光會(huì)返回一個(gè)對(duì)堆疊中每種材料的溫度敏感的信號(hào)。
科學(xué)家表示，當(dāng)放置在熱點(diǎn)上時(shí)，該裝置可提供與厚度100倍的玻璃板相同的絕緣水平。這對(duì)于追求更薄更緊湊的電子產(chǎn)品具有非常有用的意義，雖然大規(guī)模復(fù)制材料將面臨挑戰(zhàn)，但團(tuán)隊(duì)看到了一些可能的用途。這些可能包括超薄材料的自動(dòng)大面積轉(zhuǎn)移。另一種選擇可以是使用諸如噴墨器之類的東西在制造期間將層噴涂到電子部件上。
Pop表示，所有這些方法已經(jīng)在一定程度上得到了證明，但都存在一些優(yōu)缺點(diǎn)，例如，噴涂成本低，但質(zhì)量也較低，而直接生長(zhǎng)會(huì)產(chǎn)生最高質(zhì)量的材料，但難度較大。
Pop認(rèn)為，有一些根本原因?qū)е履壳懊媾R困難。其中之一是需要一種新型熱開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)這種有效的熱量傳遞，這將使熱量流動(dòng)能夠打開(kāi)和關(guān)閉。這是他和他的團(tuán)隊(duì)目前正在研究的問(wèn)題。Pop團(tuán)隊(duì)的夢(mèng)想是希望就像控制光和電一樣容易的控制熱量。
