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新型石墨烯復(fù)合材料可大幅提升LED壽命

  發(fā)光二極管(LED)正迅速風(fēng)靡世界，因高亮、低耗、耐用的優(yōu)點(diǎn)而家喻戶曉，在很多應(yīng)用方面取代了白熾燈和熒光燈。然而很少有人知道，雖然LED不會向外輻射熱量，但它會在半導(dǎo)體的連接處產(chǎn)生熱量，從而減短了LED的使用壽命，即使是低功率的LED也會如此。隨著人們對LED燈更高功率的需求，如何控制溫度成為了一大挑戰(zhàn)。

  目前，臺灣研究人員已經(jīng)開發(fā)出了一種可以真正代替厚重、堅(jiān)硬的鋁制散熱片。該研究團(tuán)隊(duì)聲稱使用聚酰胺(PA)和還原氧化石墨烯(rGO)制備的散熱片，能夠使LED燈內(nèi)部更有效地散熱。

  研究人員使用鈦酸酯偶聯(lián)劑(TCA)作為還原氧化石墨烯和聚酰胺的橋分子，制成的致密納米復(fù)合材料比單獨(dú)使用聚合物的導(dǎo)熱性提升了53%。他們測試了兩種不同組分的材料(一種里面僅僅有聚酰胺，另一種是聚酰胺/鈦酸酯-石墨烯的復(fù)合材料)，將這兩種材料都應(yīng)用到LED當(dāng)中，并用熱成像和熱電偶進(jìn)行分析。

  聚酰胺/鈦酸酯-石墨烯材料有著更高的平衡溫度，這表明該材料比聚酰胺材料的熱傳遞速率更快。研究人員測試了該復(fù)合材料的耐久性，結(jié)果表明持續(xù)使用過程中，連接處的高溫會使得LED的性能下降。結(jié)果表明，復(fù)合材料保留了其光強(qiáng)的95%，而聚酰胺單組份材料只保留了69%。

  事實(shí)上，該研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)研究出了一種熱塑性材料，該材料與更昂貴的石墨烯的熱性能相當(dāng)，并可以采用注塑工藝成型，制品形狀易于控制。該材料有助于制備低成本、重量輕、柔性的LED散熱片，還提高了LED的使用壽命。

  該研究成果已在Carbon中發(fā)表。