亮点
- 2800 ℃高温石墨化实现晶格缺陷修复与片层界面熔合，优化声子输运。
- 40 psi 压力下，热阻由 49.097 K・cm²/W 降至 0.325 K・cm²/W。
- 在高表面粗糙度条件下仍保持优异的热学性能。
- 局部塑性适配可在粗糙表面形成微拓扑共形接触。
- 微量聚二甲基硅氧烷构建固相塑性贴合与液相毛细浸润双重适配机制。
石墨烯泡沫（GF）在热管理领域具备巨大应用潜力，但传统热界面材料（TIM）通常依赖平整界面才能实现高效散热。昆明理工大学研究团队提出一种将微观石墨化与宏观力学、拓扑界面适配相结合的方案，以突破这一瓶颈。随着热处理温度升高，含氧基团逐步脱除、缺陷得到修复、晶格结构有序度提升，石墨烯片层间发生层间界面熔合。
在 2800 ℃高温石墨化处理后得到 GF-2800 样品：封装压力 40 psi 条件下，石墨烯泡沫初始热阻由 49.097 K・cm²/W 降至 0.325 K・cm²/W；面内热导率k∥可达35.521 W/mK，厚度方向热导率k⊥为2.717 W/mK。GF-2800 具备局部塑性适配能力，可实现微拓扑共形接触，能将热源温度降低 53.2 ℃，相比商用垫片额外降温 3.5 ℃。
在模拟粗糙平台上开展的测试表明：相同粗糙度条件下，GF-2800 散热性能始终优于商用垫片。另外，在 10–20 psi 中低压区间，GF-2800 在粗糙表面（轮廓算术平均偏差 Ra = 2.783 μm）上的冷却效果，显著优于商用垫片在光滑表面（Ra = 0.104 μm）的性能；当压力提升至 30–40 psi 时，二者散热效果接近。
此外，引入微量聚二甲基硅氧烷（PDMS）可构建固相塑性贴合 + 液相毛细浸润的双重适配机制，进一步降低接触热阻，实现额外 2.9 ℃的降温。该研究为实际非理想粗糙界面下的高效热管理提供了全新设计思路。
该研究以题为“Regulation of structural evolution and dual interfacial adaptability of graphene foams for thermal management of non-ideal rough interfaces”发表在《Surfaces and Interfaces》
DOI：10.1016/j.surfin.2026.110511
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