石墨烯疊加二硒化鎢鉬製成原子級薄隔熱罩

據外媒報導，斯坦福大學電氣工程師開發出了一種基於石墨烯和二硒化鎢、二硒化鉬等二維材料的頗具前景的原子級薄隔熱罩，隔熱性能出色，但厚度僅1張紙的1/50000。相關成果發表《Science Advances》雜誌上。

眾所周知，筆記型電腦、智慧手機或其它電子設備在高頻使用後會產生高溫，容易引起故障甚至爆炸，一般工程師會將玻璃片、塑膠片等集成到電子設備中，用作隔熱罩，這也會增加相關電子設備的體積。而斯坦福大學電氣工程系教授Eric Pop團隊從雙層玻璃窗戶中汲取靈感，並且探索使用交替的超薄材料，製作高性能、堅固且更薄的隔熱罩。

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）相結合，每個材料測量三個原子厚度，像紙張一樣堆疊在一起。由四層組成的絕熱體整體上僅測量10個原子厚度，並且在進行測試時證明在吸收熱量時非常有效。

石墨烯是單層碳原子，因其原子級薄結構被廣泛應用於微納加工、光電、能源、生物醫學、軍事科技等領域，被認為是一種未來革命性的材料。二硒化鎢、二硫化鉬等過渡金屬二維材料因其特殊類石墨烯層狀結構而具有電學、光學、等離子體、電化學和電催化等優異性能，在光電、催化、化學與生物傳感、超級電容器、太陽能電池及鋰離子電池等領域有著非常廣闊的應用前景。

研究人員在測量這些原子級薄層阻擋熱流的能力時，使用頂部的石墨烯層作為超薄電加熱器，然後使用拉曼鐳射測量熱量如何流過其餘層。鐳射功率很低，因此不會引入額外的加熱，但鐳射會返回一個對堆疊中每種材料的溫度敏感的信號。

科學家表示，當放置在熱點上時，該裝置可提供與厚度100倍的玻璃板相同的絕緣水準。這對於追求更薄更緊湊的電子產品具有非常有用的意義，雖然大規模複製材料將面臨挑戰，但團隊看到了一些可能的用途。這些可能包括超薄材料的自動大面積轉移。另一種選擇可以是使用諸如噴墨器之類的東西在製造期間將層噴塗到電子部件上。

Pop表示，所有這些方法已經在一定程度上得到了證明，但都存在一些優缺點，例如，噴塗成本低，但品質也較低，而直接生長會產生最高品質的材料，但難度較大。

Pop認為，有一些根本原因導致目前面臨困難。其中之一是需要一種新型熱開關來實現這種有效的熱量傳遞，這將使熱量流動能夠打開和關閉。這是他和他的團隊目前正在研究的問題。Pop團隊的夢想是希望就像控制光和電一樣容易的控制熱量。

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