中國粉體網訊 從智能手機的發熱降頻到電動汽車的電池熱失控，從航天器的極端溫度挑戰到超算中心的海量散熱需求，熱管理問題無處不在。
浙江大學高分子科學與工程學系的高超教授，正是這樣一位用石墨烯編織未來散熱科技的"魔術師"。他帶領團隊在石墨烯導熱材料領域取得了一系列突破性成果，不僅創造了宏觀材料導熱率的新紀錄，更為極端環境下的熱管理提供了創新解決方案。
圖源：浙江大學官網
高超，散熱科技的"魔術師"
高超，浙江大學高分子科學與工程學系求是特聘教授、博士生導師，浙江大學高分子科學研究所所長，浙江大學先進纖維材料研究中心主任，浙江大學納米高分子團隊創建人及負責人，國家杰出青年基金獲得者，杭州高烯科技有限公司創始人、首席科學家。
主要從事石墨烯化學與宏觀組裝材料等方面的研究，積極推進石墨烯科研成果的產業化。發明了石墨烯纖維、石墨烯柔性薄膜、石墨烯氣凝膠、石墨烯無紡布、石墨烯/硅室溫寬光譜光電探測器等原創成果。在Science、Nat. Electron.、Sci. Adv.、Nat. Commun.、Adv. Mater.等國際知名期刊發表學術論文260余篇，連續五年入選科睿唯安全球“高被引科學家”。編著《石墨烯宏觀材料及應用》著作一本。承擔國家基金委重大、重點、杰青項目等科研項目十多項。授權中國發明專利兩百余件、國際專利十余件，完成78項專利權轉讓。通過產學研協同創新，建成了全球首條IGCC認證的單層氧化石墨烯量產線，創制了第四代纖維—石墨烯康護纖維，打通了石墨烯的料材器用全鏈條，實現了規�；瘧谩�
突破極限，從實驗室到工業應用
作為浙江大學高分子科學與工程學系的教授和博士生導師，高超教授長期致力于石墨烯及其宏觀組裝材料的研究工作。
2017年，高超團隊在《Advanced Materials》上發表的研究成果震驚了材料學界——他們成功研發出一種高導熱超柔性石墨烯組裝膜，導熱率最高達到2053W/mK，接近理想單層石墨烯導熱率的40%，創造了當時宏觀材料導熱率的新紀錄。這種材料由微褶皺化大片石墨烯組裝而成，具有超柔性，可被反復折疊6000次，承受彎曲十萬次，解決了宏觀材料高導熱和高柔性不能兼顧的世界性難題。
浙江大學博士生彭蠡在展示用高導熱超柔性石墨烯膜折疊而成的“千紙鶴”
高超教授的研究從不滿足于實驗室的小規模制備，他始終將目光投向工業化生產和實際應用。2020年至2024年間，高超團隊在石墨烯纖維和石墨質膜的規模化制備方面取得了一系列重要進展，為導熱材料的工業化應用鋪平了道路。
在“復合流場濕法紡絲”方法的基礎上，高超團隊開發出了規�；苽涓邔崾├w維長絲的技術，所得石墨烯纖維絲具有良好的綜合性能，包括抗拉強度1.4 GPa、密度1.93 g/cm³、導電率4.1×10⁵S/m和導熱率1204 W/mK。這一成果發表在《Carbon》期刊上，標志著石墨烯纖維從實驗室走向工業化生產的重要一步。
2024年，高超團隊在《Advanced Functional Materials》上報道了另一項重要突破——他們采用無縫鍵合組裝策略，將輕質高導熱的石墨烯薄膜和三元金屬納米層作為組裝單元，通過界面組成和結構設計，獲得了極端條件下雙向高導熱且結構超穩定的石墨烯基厚膜。當厚度為250μm時，其面內和面外熱導率分別高達925.75 W/(mK)和7.03 W/(mK)。在77K至573K的數百次高/低溫沖擊后，這種材料的結構和導熱性能表現出顯著的穩定性。
石墨烯基厚膜的無縫鍵合組裝策略
這些突破不僅停留在論文和專利層面，高超團隊積極推動技術轉化和產業應用。他們開發的高導熱石墨烯纖維和薄膜已經在航空航天、電子器件、能源裝備等領域展現出廣闊的應用前景。
育人傳承，致力于培養新一代材料科學家
高超不僅在科研上取得了一系列重要突破，同時也致力于培養新一代材料科學家。他所在的浙江大學高分子學科歷史悠久，人才輩出，培養了包括多位院士在內的眾多著名高分子科學家。
如今，高超教授正繼承這一優良傳統，通過言傳身教培養著下一代科研人才。
高超團隊的研究生和博士生在《Nature Communications》《Advanced Materials》《ACS Nano》等頂級期刊上發表了大量高水平論文，多人獲得國家級獎學金和學術榮譽。許多重要研究成果的第一作者都是團隊中的研究生，如關于高導熱石墨質膜的研究由碩士生張佩娟作為第一作者，關于石墨烯厚膜的研究由碩士生郝媛媛和博士生明鑫作為共同第一作者。
結語
隨著電子器件功率密度的持續提升和極端環境應用的不斷擴展，高效熱管理材料的需求將愈發迫切。在高超教授等科學家的努力下，石墨烯導熱材料正從實驗室走向產業界，從概念驗證走向實際應用�？梢灶A見，在不遠的將來，這些"神奇"的材料將為我們的電子產品、交通工具甚至航天器帶來更高效、更可靠的散熱解決方案，讓科技發展不再受制于"熱"的束縛。
參考來源：
1.科學網：浙大高超團隊高導熱超柔性石墨烯膜獲新突破
2.新華社，高分子科學前沿，中國粉體網，浙江大學官網，Carbontech
（中國粉體網編輯整理/輕言）
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