【导语】在科技日新月异的今天，热管理问题成为制约众多领域发展的关键瓶颈。浙江大学高分子科学与工程学系的高超教授，以其卓越的科研能力和创新精神，成为石墨烯散热科技领域的领军人物。他带领(lǐng)团(tuán)队(duì)在(zài)石(shí)墨(mò)烯导热材料上取得重大突破，不仅刷新了宏观材料导热率纪录，更为极端环境下的热管理提供了创新解决方案。本文将带您深入了解高超教授及其团队在石墨烯散热科技方面的杰出贡献与广阔前景。

从智能手机的发热降频到电动汽车的电池热失控，从航天器的极端温度挑战到超算中心的海量散热需求，热管理问题无处不在。

浙江大学高分子科学与工程学系的高超教授，正是这样一位用石墨烯编织未来散热科技的"魔术师"。他带领团队在石墨烯导热材料领域取得了一系列突破性成果，不仅创造了宏观材料导热率的新纪录，更为极端环境下的热管理提供了创新解决方案。

图(tú)源(yuán)：浙(zhè)江(jiāng)大(dà)学(xué)官(guān)网(wǎng)

高(gāo)超(chāo)，散(sàn)热(rè)科(kē)技(jì)的(de)"魔术师"

高超，浙江大学高分子科学与工程学系求是特聘教(jiào)授(shòu)、博(bó)士生导师，浙江大学高分子科学研究所所长，浙江大学先进纤维材料研究中心主任，浙江大学纳米高分子团队创建人及负责人，国家杰出青年基金获得者，杭州高烯科技有限公司创始人、首席科学家。

主要从事石墨烯化学与宏观组装材料等方面的研究，积极推进石墨烯科研成果的产业化。发明了石墨烯纤维、石墨烯柔性薄膜、石墨烯气凝胶、石墨烯无纺布、石墨烯/硅室温(wēn)宽(kuān)光(guāng)谱(pǔ)光(guāng)电(diàn)探(tàn)测(cè)器(qì)等(děng)原(yuán)创(chuàng)成(chéng)果(guǒ)。在(zài)Science、Nat. Electron.、Sci. Adv.、Nat. Commun.、Adv. Mater.等(děng)国(guó)际(jì)知(zhī)名期(qī)刊(kān)发(fā)表(biǎo)学(xué)术(shù)论(lùn)文260余(yú)篇(piān)，连(lián)续(xù)五(wǔ)年(nián)入(rù)选(xuǎn)科(kē)睿(ruì)唯(wéi)安(ān)全球(qiú)“高(gāo)被(bèi)引(yǐn)科(kē)学(xué)家(jiā)”。编(biān)著(zhe)《石(shí)墨(mò)烯(xī)宏(hóng)观(guān)材(cái)料(liào)及(jí)应(yīng)用(yòng)》著(zhe)作(zuò)一(yī)本(běn)。承(chéng)担(dān)国(guó)家基金委重大、重点、杰青项目等科研项目十多项。授权中国发明专利两百余件、国际专利十余件，完成78项专利权转让。通过产学研协同创新，建成了全球首条IGCC认证的单层氧化石墨烯量产线，创制了第四代纤维—石墨烯康护纤维，打通了石墨烯的料材器用全链条，实现了规模化应用。

突破极限，从实验室到工业应用

作(zuò)为(wèi)浙江大学高分子科学与工程学系的教授和博(bó)士(shì)生(shēng)导(dǎo)师(shī)，高(gāo)超(chāo)教(jiào)授(shòu)长(zhǎng)期(qī)致(zhì)力(lì)于(yú)石(shí)墨烯及其宏观组装材料的研究工作。

2017年，高超团队在《Advanced Materials》上发表的研究成果震惊了材料学界——他们成功研发出一种高导热超柔性石墨烯组装膜，导热率最高达到2053W/mK，接近理想单层石墨烯导热率的40%，创造了当时宏观材料导热率的新纪录。这种材料由微褶皱化大片石墨烯组装而成，具有超柔性，可被反复折叠6000次，承受弯曲十(shí)万(wàn)次，解决了宏观材料高导热和高柔性不能兼顾的世界性难题。

浙江大学博士生彭蠡在展示用高导热超柔性石墨烯膜折叠而成的“千纸鹤”

高超教授的研究从不满足于实验室的小规模制备，他始终将目光投向工业化生产和实际应用。2020年至2024年间，高超团队在石墨烯纤维和石墨质膜的规模化制备方面取得了一系列重要进展，为导热材料的工业化应用铺平了道路。

在“复合流场湿法纺丝”方法的基础上，高超团队开发出了规模化制备高导热石墨烯纤维长丝的技术，所得石墨烯纤维丝具有良好的综合性能，包括抗拉强度1.4 GPa、密度1.93 g/cm³、导电率4.1×10⁵S/m和导热率1204 W/mK。这一成果发表在《Carbon》期刊上，标志着石墨烯纤维从实验室走向工业化生(shēng)产(chǎn)的(de)重(zhòng)要(yào)一(yī)步(bù)。

2024年(nián)，高(gāo)超(chāo)团(tuán)队(duì)在(zài)《Advanced Functional Materials》上(shàng)报(bào)道(dào)了(le)另(lìng)一(yī)项(xiàng)重(zhòng)要(yào)突(tū)破(pò)——他(tā)们(men)采用(yòng)无(wú)缝(fèng)键合(hé)组(zǔ)装(zhuāng)策(cè)略(è)，将(jiāng)轻(qīng)质(zhì)高(gāo)导(dǎo)热(rè)的(de)石(shí)墨(mò)烯(xī)薄(báo)膜(mó)和(hé)三(sān)元(yuán)金(jīn)属(shǔ)纳(nà)米(mǐ)层(céng)作(zuò)为(wèi)组(zǔ)装(zhuāng)单(dān)元(yuán)，通(tōng)过(guò)界(jiè)面(miàn)组(zǔ)成(chéng)和(hé)结(jié)构(gòu)设(shè)计(jì)，获(huò)得(de)了(le)极(jí)端(duān)条(tiáo)件(jiàn)下(xià)双(shuāng)向(xiàng)高(gāo)导(dǎo)热(rè)且(qiě)结(jié)构(gòu)超(chāo)稳(wěn)定(dìng)的(de)石(shí)墨(mò)烯(xī)基(jī)厚(hòu)膜(mó)。当(dāng)厚(hòu)度(dù)为(wèi)250μm时(shí)，其(qí)面(miàn)内(nèi)和(hé)面(miàn)外(wài)热(rè)导(dǎo)率(lǜ)分(fēn)别(bié)高(gāo)达(dá)925.75 W/(mK)和(hé)7.03 W/(mK)。在(zài)77K至(zhì)573K的(de)数(shù)百(bǎi)次(cì)高(gāo)/低(dī)温(wēn)冲(chōng)击(jī)后(hòu)，这(zhè)种(zhǒng)材(cái)料(liào)的(de)结(jié)构(gòu)和(hé)导(dǎo)热(rè)性(xìng)能(néng)表(biǎo)现(xiàn)出(chū)显(xiǎn)著(zhe)的稳定性。

石墨烯基厚膜的无缝键合组装策略

这些突破不仅停留在论文和专利层面，高超团队积极推动技术转化和产业应用。他们开发的高导热石墨烯纤维和薄膜已经在航空航天、电子器件、能源装备等领域展现出广阔的应用前景。

育人传承，致力于培养新一代材料科学家

高超不仅在科研上取得了一系列重要突破，同时也致力于培养新一代材料科学家。他所在的浙江大学高分子学科历史悠久，人才辈出，培养了包括多位院士在内的众多著名高分子科学家。

如今，高超教授正继承这一优良传统，通过言传身教培养着下一代科研人才。

高(gāo)超(chāo)团(tuán)队(duì)的(de)研(yán)究(jiū)生(shēng)和(hé)博(bó)士(shì)生(shēng)在(zài)《Nature Communications》《Advanced Materials》《ACS Nano》等(děng)顶(dǐng)级(jí)期(qī)刊(kān)上(shàng)发(fā)表(biǎo)了(le)大(dà)量(liàng)高(gāo)水平论文，多人获得国家级奖学金和学术荣誉。许多重要研究成果的第一作者都是团队中的研究生，如关于高导热石墨质膜的研究由硕士生张佩娟作为第一作者，关于石墨烯厚膜的研究由硕士生郝媛媛和博士生明鑫作为共同第一作者。

结语

随着电子器件功率密度的持续提升和极端环境应用的不断扩展，高效热管理材料的需求将愈发迫切。在高超教授等科学家的努力下，石墨烯导热材料正从实验室走向产业界，从概念验证走向实际应用。可以预见，在不远的将来，这些"神奇"的材料将为我们的电子产品、交通工具甚至航天器带来更高效、更可靠的散热解决方案，让科技发展不再受制于"热"的束缚。

参考来源：

1.科学网：浙大高超团队高导热超柔性石墨烯膜获新突破

2.新(xīn)华(huá)社(shè)，高(gāo)分(fēn)子(zi)科(kē)学(xué)前(qián)沿(yán)，中(zhōng)国(guó)粉(fěn)体(tǐ)网(wǎng)，浙(zhè)江(jiāng)大(dà)学(xué)官(guān)网(wǎng)，Carbontech

（中国粉体网编辑整理/轻言）

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