石墨烯凭借卓越的热学与电学性能，在高级热管理等领域展现出巨大应用潜力，而还原氧化石墨烯（GO）被公认为大规模生产石墨烯的极具前景的路径。然而，当前制备技术始终面临质量、成本与产量的平衡难题 —— 化学还原依赖肼等危险化学品，存在安全与环保隐患；传统热还原虽能提升性能，却需 1500℃以上高温，能耗高且耗时，产物易形成 38 层以上堆叠结构，分散性差。
随着电子设备小型化与高功率化发展，对高效导热复合材料的需求日益迫切，但石墨烯团聚导致的性能衰减成为应用瓶颈。现有方法或因环保性不足受限，或因成本过高难以工业化。因此，开发兼具节能性、环保性与可扩展性的还原技术，实现低层数、高分散性还原石墨烯（rGO）的高效制备，成为突破石墨烯工业化应用瓶颈的关键方向，对推动导热复合材料升级具有重要意义。
近日，韩国科学技术研究院（KIST）先进复合材料研究所的Cheol-Min Yang教授，韩国电子技术研究院纳米材料与元器件研究中心的Woo Seok Yang教授在线激光还原GO制高性能导热石墨烯方向取得新进展。还原氧化石墨烯（GO）以进行大规模石墨烯生产是一种很有前途的方法;然而，经济高效地大规模生产适合工业应用的高质量石墨烯仍然是一个挑战。本研究提出了一种节能、环保且可扩展的策略，用于使用简单的线激光还原工艺 （L-rGO） 生产具有卓越分散性的还原 GO （rGO）。该方法消除了对化学还原中通常使用的危险化学品的需求，并且比传统的热还原 （H-rGO） 更具成本效益和时间效率;此外，它还显著增强了 GO 的热性能和电性能。通过将激光功率调制到最大输出（16 kW）的 10-70%，O 原子百分比显着降低至 4.93%（L-rGO-70），这与在 1500 °C（H-rGO-1500;5.40%）和 1750 °C（H-rGO-1750;3.05%）下热还原的 GO 相当，导致石墨烯结构部分恢复，电导率显着提高。与多达 38 层的堆叠多层 H-rGO 相比，L-rGO 粉末由大约两到三层组成，从而在聚合物基质中具有优异的分散性。10 wt% L-rGO-70 （2.53 W/mK） 的环氧复合材料的面内导热系数是纯环氧树脂 （0.23 W/mK）的 11 倍，与 H-rGO-1500 增强环氧复合材料 （2.58 W/mK） 相当。这些发现表明，L-rGO 的制造是一种节能、环保且经济高效的导热聚合物复合材料制造解决方案。 这种可扩展且简单的线激光还原工艺为生产用于高级热管理应用的高性能石墨烯具有巨大的前景。该研究成果以“Energy-efficient, eco-friendly, and scalable line-laser reduction process for graphene oxide in thermally conductive polymer composites”为题，发表在《Chemical Engineering Journal》上。
图1. 线激光还原及L-rGO填料增强环氧树脂（Ep/L-rGO）复合材料制备过程的示意图
来源：Chemical Engineering Journal ( IF:13.2 )
链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.168666
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