5G/6G 电子器件集成度与功率密度持续提升，电磁干扰与器件积热问题愈发突出。传统石墨烯吸波材料面临高电导率带来阻抗失配，引入缺陷优化阻抗又会严重牺牲导热性能的矛盾。现有二维异质结合成工艺复杂，难以兼顾强电磁波衰减、高导热与可加工性，亟需开发可规模化制备的双功能吸波‑散热一体化二维材料。
近日，安徽大学、中国科学院煤化所等团队联合攻关下，提出蒸汽诱导石墨插层‑沉积一步合成策略。该方法在石英管炉内同步实现石墨剥离与 FeNi‑N‑C 原子层原位键合，制得可溶液分散石墨烯 / FeNi‑N‑C 异质结。最优样品反射损耗‑75.3 dB，1.75 mm 厚度下有效吸收带宽 6.08 GHz，雷达散射截面衰减 51.4 dB・m²；面内导热 10.57 W/(m·K)、面外 4.03W/(m·K)，电导率仅 0.775 S/cm。用作热界面材料，CPU 散热较商用垫片降温 13.9 ℃，手机充电降温 11.9 ℃。DFT 证实石墨烯‑Fe (Ni)‑N₄‑C 界面耦合强化偶极极化，原子层设计解耦电子‑声子输运。该工艺低成本易放大，为下一代电子器件吸波散热一体化提供新路径，相关成果以《Dispersible graphene/FeNi-N-C heterojunctions with dipole polarization for electromagnetic absorption and heat dissipation from vapor-induced graphite exfoliation》发表于《Chemical Engineering Journal》。
示意图1.石墨烯‑双原子 FeNi‑N‑C 异质结合成原理图
图4. 二维异质结的分散性、红外伪装及多器件散热性能测试。(a) 二维异质结亲水‑疏水结构示意图；(b) G/FeNi‑N‑C 在疏水、极性溶剂中的分散实物照片；(c) G/FeNi‑N‑C 的红外伪装效果图；(d) CPU 散热热界面材料与吸波功能示意图；(e) CPU 热界面材料温度‑时间曲线（G/FeNi‑N‑C 对比商用导热脂）；(f) CPU 热界面材料实物照片；(g) 手机后盖散热涂层示意图；(h) 手机涂层充电温度‑时间曲线（G/FeNi‑N‑C 对比商用硅脂）；(i) 手机涂层实物及红外热成像图；(j) LED 热管理测试示意图；(k) LED 器件热界面材料温度‑时间曲线；(l) LED 实物与红外热成像图；(m) 锂离子电池散热涂层示意图；(n) 18650 锂离子电池充放电温度‑时间曲线；(o) 充电状态下 18650 电池红外热成像照片。
链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2026.179441
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