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国产、进口等静压石墨材料

  众所周知,电子产品(尤其是电池)大多容易受到高温或低温的影响,但科学家研发了一种新型“开关”可以帮助处理这两种情况。它是由石墨烯泡沫制成的,在室外温度较低时,它可以动态捕获热量,在温度过高时,它也可以帮助散热。

  据了解,锂离子电池的建议使用温度是在0 - 45°C(32 - 113°F)之间,尤其是在充电的时候。一旦温度超出这个范围,就有降低电池性能的风险。防止元件过热是一场持续不断的战斗,影响着电子设备的设计,因为电子设备本身会散发大量的热量。但与此同时,当外部温度下降时,将热量留在设备中也会很需要。

  该研究的共同通讯作者Xiulin Ruan说,“随着电子设备变得越来越小、越来越强大,热量管理变得更加关键。大多数设备使用被动热管理,如传导和对流,以转移多余的热量。但这个系统是不可调节的,在寒冷的环境中根本不起作用。”

  现在,美国普渡大学(Purdue University)的研究人员已经开发出一种方法来处理这两种情况。而其中的关键就是石墨烯,这是一种由只有一个原子厚的碳薄片组成的超常材料。石墨烯泡沫通常是一种很好的热导体,但由于其内部的气袋,它的作用类似于绝缘体。因此,该团队利用了这一双重特性,制造了一个在绝缘体和导体之间来回切换的层。

  在测试中,研究人员将石墨烯泡沫样品放置在加热器和散热器之间,并测量泡沫被压缩或放松时的温度和热流。它一开始的厚度是1.2毫米,就像一个绝缘体,但当它被压缩到0.2毫米时,它的导热性就提高了8倍。

  “它的功能就像电路中的电阻器,”该研究的共同通讯作者Amy Marconnet说,“不过它改变的不是电流的大小,而是允许通过的热量的大小。”

  在另一项实验中,该团队模拟了0到30°C(32到86°F)之间的真实环境温度,将石墨烯泡沫放置在模拟电子设备的热源上。结果同样非常积极,在整个环境温度范围内它稳定了设备的工作温度。

  该团队表示,该系统可能对手机等个人电子产品最有用,但也可能扩大到对温度特别敏感的电动汽车电池等更大的组件。