性能優(yōu)越的終極散熱片或?qū)⒊蔀榭赡?，這一切將得益于石墨烯。石墨烯，一種只有一個原子厚度的碳材料，可以作為媒介使得垂直排列的納米碳管能夠生長在任何物質(zhì)表面。

       金剛石則也包括在內(nèi)。美國賴斯大學(xué)和本田研究所的科學(xué)家們就研究出了這樣的金剛石薄膜、石墨烯結(jié)構(gòu)和納米管結(jié)構(gòu)，該研究發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。

       該研究重點揭示了石墨烯作為媒介，能夠使看似不能用作納米碳管生長的襯底表面成為可能。而金剛石則恰恰是一個很好的例子。

       金剛石良好的熱傳導(dǎo)性能要比銅優(yōu)越5倍之余；但其可利用的有效表面積卻很低。正因為其特性，一個原子厚度的石墨烯就是它所有的表面積。而納米碳管的結(jié)構(gòu)與之類似，基本上都是石墨烯卷狀管。與傳統(tǒng)熱傳導(dǎo)相似，生長在金剛石表面的垂直排列的納米碳管簇叢也能夠很好的散熱，而且具有數(shù)以百萬計的散熱片。如此超薄的排列能夠極大地為小型微處理器設(shè)備節(jié)省空間。

       研究者Ajayan說，圍繞這一主題，未來的工作可能還會研究生長在金剛石表面的仿納米管排列，應(yīng)用于電子設(shè)備領(lǐng)域。石墨烯和金屬納米管也具有良好的傳導(dǎo)性；如果能夠與金屬襯底結(jié)合，它們在先進電子設(shè)備領(lǐng)域?qū)⒋箫@身手。

       為驗證該想法，本田研究所的科研團隊利用化學(xué)氣相沉積法在銅箔上生成多種石墨烯，然后把這些微小的石墨烯薄片移至金剛石、石英和其他金屬材料上來進行進一步研究。

       結(jié)果發(fā)現(xiàn)，只有單層石墨烯性能良好，特別是波紋狀和褶皺狀的性能最佳。同時還發(fā)現(xiàn)，石墨烯易附著在鐵基催化劑顆粒上。研究人員認為，通過阻止催化劑顆粒的聚簇，石墨烯促成了納米管的生成。

       Ajayan認為，石墨烯的超薄特性仍有待于商榷。在之前的研究中，賴斯實驗室就發(fā)現(xiàn)，石墨烯涂覆的物質(zhì)材料容易受潮，而石墨烯則保護其不受氧化作用。這一點可能是石墨烯研究中的一大亮點，Ajayan稱，據(jù)此可以在襯底表面加工一層非侵襲涂覆層以此來保護襯底材料。在試驗中，石墨烯就很好地保持了催化劑的活性但卻阻止其聚簇。

       試驗還發(fā)現(xiàn)，石墨烯單碳層在納米管和金剛石或其他襯底之間能夠保持其完整性。像銅箔這種金屬襯底的表面，整個混合物就具有高傳導(dǎo)性。

      這種通過石墨烯界面而成的無縫集成，能夠為集電器和電化學(xué)電池內(nèi)的活性成分提供低接觸電阻，這為研制高效能源設(shè)備邁出了重要一步。（編譯自Materials and Design；翻譯：王現(xiàn)）