炭材料由于其質輕、耐腐蝕、良好的機械性能、優(yōu)良的熱導率、較小的熱膨脹系數(shù)等優(yōu)點，被認為是有極大的發(fā)展空間的高導熱材料。隨著石墨烯的發(fā)現(xiàn)，越來越多的材料學家將注意力集中在這一充滿潛力的新興材料上。

石墨烯是由單層碳原子以sp2雜化形成的六元環(huán)平面結構，是一種理想化的二維平面材料。由于其特殊的二維晶體結構，有著很好的機械強度、電子遷移率、高比表面積等特點。同時也有著很高的理論熱導率，超過6600 W/mK，是已知熱導率最高的材料。而且，Balandin 等利用單層石墨烯的G 峰的溫度依賴性和拉曼散射的激光激發(fā)頻率的關系計算出懸浮狀態(tài)下單層石墨烯的熱導率高達5300 W/mK，遠遠高于石墨、碳納米管等其他碳材料的熱導率。

由于石墨烯在片層平面內(nèi)是各項同性的，在平面內(nèi)的熱傳導不會存在方向性。因此將石墨烯用于導熱領域，開發(fā)新型的導熱薄膜是非常有必要，也是最有可能實現(xiàn)的。

氧化石墨烯由于在水中或者其它極性溶劑中具有良好的分散性，所以被認為是良好的石墨烯前驅體，而且Hummers 法制備的氧化石墨烯制備工藝成熟、產(chǎn)量大，已經(jīng)形成相應的工業(yè)化生產(chǎn)。所以在石墨烯導熱膜的尺度上，還原氧化石墨烯薄膜成為近幾年主要的技術路線。

抽濾法由于操作成熟簡單，成為制作石墨烯薄膜得主要方法，但是由于其耗時長( 通常制備10 μm 的氧化石墨烯薄膜需花費兩天以上) ，石墨烯薄膜得尺寸受制于濾膜尺寸等缺點，越來越多得材料學家采用新的方法制備大尺寸氧化石墨烯薄膜，再經(jīng)過相應還原處理，制備到高導熱石墨烯薄膜。

Xin 等利用靜電噴涂沉積的方法，將氧化石墨烯噴涂在鋁箔基底上，利用氧化石墨烯分散液和鋁箔本身得親水性不同，將氧化石墨烯薄膜連同鋁箔放入水中，經(jīng)過基底脫除、制成厚度、尺度可控的均勻薄膜，碳化還原后，石墨烯薄膜的熱導率達到1238 W/mK。

?雖然單層的石墨烯完美晶體有著非常好的導熱性能，但是要到應用階段就必須對石墨烯進行從納米片層到微米薄膜的組裝。要想得到高導熱率的石墨烯薄膜必須解決兩個主要問題:

( 1) 石墨烯片層組裝的取向度，取向度極大的影響石墨烯薄膜二維平面方向的熱導率; ( 2) 石墨烯片層間隙: 石墨烯片層組裝時會產(chǎn)生較大的層間空隙，空隙不僅會形成熱阻也會會影響石墨烯薄膜的密度，從而降低石墨烯導熱膜的整體傳熱效率。

很多研發(fā)團隊目前著力于解決石墨烯組裝的取向度問題，包括使用靜電噴涂、抽濾等制作薄膜的工藝來提高片層的取向度。這些制膜工藝上的改進確實能很大程度地提高石墨烯薄膜的面內(nèi)熱導率，但是這些方法沒有從根本上解決解決石墨烯薄膜在組裝時片層間的空隙問題。

石墨烯薄膜的層間空隙較大，對于其熱導率的提高有很大的阻礙作用，如果能夠對這些間隙能夠有效填充，那么就會極大的提高薄膜的熱導率。Hsieh 等先將氧化石墨烯在400 ℃加熱1 h 的條件下進行還原，再將通過CVD 法制備的碳納米管和還原氧化石墨烯加入高速攪拌器中，進行機械混合，再經(jīng)過壓縮處理所制成的散熱片，熱導率在能夠高達1900 W/mK，已經(jīng)極大的接近了石墨薄膜的理論熱導率( 2000 W/mK) 。這說明，在以后的研究中，如何將氧化石墨烯片層間和片層內(nèi)的空隙進行有效填充，才是提高石墨烯薄膜熱導率的有效途徑。