电子设备可在散热元件的辅助下快速散热，以维持设备稳定、可靠的运行，并延长使用寿命。近年来，5G技术、柔性电子器件、航空航天技术高速发展，对高散热性热管理材料的需求越来越高。氧化石墨烯（GO）基薄膜可实现高热导率和高柔韧性一体化，且导热的厚度依赖性小，因此在前沿导热领域被广泛研究。不过GO成本昂贵，在商业竞争中处于劣势。工业上，高性能碳材料通常由制备工艺成熟且价格低廉的聚丙烯腈（PAN）等高分子材料制备而来，然而这些高分子均很难转化成高导热、高导电的碳结构。
“谁道人生无再少，门前流水尚能西”这句诗描述了古人对突破逆境的决心和渴望，那么谁又能确定PAN等高分子无法突破难石墨化的瓶颈呢？本工作借鉴了高分子在限域条件下可实现重新取向或结晶的现象，以石墨烯二维大分的层叠结构作为高分子的限域空间，以石墨烯六方晶格结构作为高分子的结构模板，研究了在石墨烯的诱导效应下，高分子的形态、分子结构之变，最终实现了以PAN为主体的导热膜制备。
本文亮点
（1）发现了氧化石墨烯对PAN裂解的层间受限取向化效应。通过GO的限域作用，改变聚丙烯腈分子链取向，使其在限域空间内进行结构重排。在高温条件辅助下，促使PAN形成高度取向和结晶的石墨烯片层。
（2）利用了层间受限取向化效应制备了高导热柔性石墨膜。50%质量分数的GO可将其余50%质量分数的PAN完全诱导为sp2碳，实现了以PAN为主要原料的层状石墨膜组装。所制备石墨膜的导热率和导电率分别为1282 W m-1K-1和9.94×105S m-1。
内容简介
为解析高分子在石墨烯层间诱导的形态之变，浙江大学高超团队将聚丙烯腈限域在GO片层间制备复合薄膜，在2800 oC热处理后，实现了聚丙烯腈的层间限域诱导石墨化过程，得到了高导热、高导电的柔性薄膜。在这一复合导热膜的制备策略中，聚丙烯腈的添加比例高达50 %，薄膜的导热率和导电率分别为，薄膜的导热率和导电率分别为1282 W m-1K-1 和9.949.94×105S m-，这一热导率甚至超过纯石墨烯薄膜1 1201 W m-1K-。此外，利用石墨烯的自融合效应，该薄膜可实现1 4-80 μm的厚度调控。总之，该方法为石墨烯诱导非石墨化合成及天然高分子制备高导热膜开辟道路，为高分子在石墨烯限域空间下的形态调控提供了新思路。