研究背景
在现代科技飞速发展的背景下，高功率电子设备的应用日益广泛，其产生的热量和电磁辐射问题也愈发突出。传统散热材料和电磁屏蔽材料难以同时满足高热导率和高电磁屏蔽效能的需求。石墨泡沫（GF）凭借其优异的电导率和热导率成为研究热点，但因炭化过程中产生的热应力易导致微裂纹形成，使其性能大打折扣。因此，如何修复这些微裂纹并进一步提升石墨泡沫的性能成为亟待解决的问题。
成果简介
在这项研究中，研究人员巧妙地利用氧化石墨烯（GO）来针对性地修复石墨泡沫（GF）的微裂纹。通过吸附GO，使其精准附着于GF骨架的裂纹处，借助氢键和毛细管力实现修复。在石墨化过程中，GO片层不仅作为模板诱导石墨晶粒有序排列，还提升了石墨化度至98.5%。这一策略显著提高了GF的热导率，达到109 W m⁻¹ K⁻¹，同时使其电导率达到5.26×10⁴ S m⁻¹，在X波段（8.2-12.4 GHz）的电磁屏蔽效能高达100 dB。该成果为高功率精密电子设备的电磁防护与热管理开辟了新路径。
图文导读
图1展示了G/GFs的制备流程。图1a描述了GO修复微裂纹的整个过程，包括MP的泡沫化、GO的吸附以及最终的石墨化。图1b为MP在氮气中的TG-DTG曲线，显示MP在500℃时轻组分逸出速率最快，确定了MP自泡沫化的温度。图1c的偏光显微镜图像显示MP具有宽域流线型光学纹理，有利于石墨化过程中碳原子的定向排列。图1d和1e分别为CF-800和GO/CF-5的SEM图像，对比显示不同GO浓度下CF的孔结构变化不大，说明GO浆料未破坏CF-800骨架。
结论
研究人员提出的利用氧化石墨烯靶向修复石墨泡沫微裂纹的策略取得了显著成果。实验表明，当GO浆料浓度为5 g L⁻¹时，制备得到的G/GF-5在热导率和电磁屏蔽效能方面表现出色，分别为109 W m⁻¹ K⁻¹和100 dB，同时具备高电导率、轻质和高机械强度等优势。这一创新方法为高功率精密电子设备的电磁防护与热管理提供了切实可行的解决方案，有望推动相关领域的技术进步和应用拓展。
文献
https://doi.org/10.1016/j.carbon.2025.120468
Targeted repairing micro-cracks of graphite foam by graphene oxide: heat dissipation and electromagnetic shielding
本文来自材料研究进展，本文观点不代表石墨烯网立场，转载请联系原作者。
