Ett lager av grafen har förmågan att leda värme på mellan 3’500-5’000 W/mK. Om man skulle lägga ihop två grafenlager skulle de i teorin bli grafit, då grafen är ett enda lager av grafit.

Dagens grafitfilmer har en värmeledningsförmåga på upp till 1’950 W/mK och används bland annat för att leda bort värme i mobiltelefoner. En forskargrupp på Chalmers har nu utvecklat en film av flera grafenlager som har högre värmeledningsförmåga än så De har visat att värmeledningsförmågan hos filmen kan nå upp till 3200 W/mK, vilket är drygt 60 procent högre än hos de bästa grafitfilmerna.

Den höga värmeledningsförmågan är ett resultat av stor kornstorlek, god platthet och svag bindningsenergi mellan grafenlagren. På grund av dessa egenskaper kan fononer, vars rörelser och vibrationer avgör värmeledningsförmågan, röra sig snabbare inom grafenlagren i stället för mellan lagren, enligt ett pressmeddelande. Det höjer värmeledningsförmågan.

– Detta är ett viktigt vetenskapligt genombrott, som kan få stor effekt på omställningen inom den existerande grafitfilmsindustrin, säger Johan Liu, professor på institutionen för mikroteknologi och nanovetenskap vid Chalmers, i ett pressmeddelande.

Dessutom har forskarna upptäckt att grafenfilmen har nästan tre gånger högre mekanisk draghållfasthet än grafitfilm, den uppnår 70 MPa.

– Med fördelarna ultrahög värmeledningsförmåga och tunna, flexibla och robusta strukturer har grafenfilmen stor potential för att bli ett nytt värmeledningsmaterial för fortsatt byggande av miniatyriserad elektronik och av andra system med hög effektutveckling, säger Johan Liu.