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台灣新型石墨烯複合材料可大幅提升LED壽命

發光二極管(LED)正迅速風靡世界,因高亮、低耗、耐用的優點而家喻戶曉,在很多應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,但它會在半導體的連接處産生熱量,從而減短了LED的使用壽命,即使是低功率的LED也會如此。随着人們對LED燈更高功率的需求,如何控制溫度成為了一大挑戰。

目前,台灣研究人員已經開發出了一種可以真正代替厚重、堅硬的鋁制散熱片。該研究團隊聲稱使用聚酰胺(PA)和還原氧化石墨烯(rGO)制備的散熱片,能夠使LED燈内部更有效地散熱。研究人員使用钛酸酯偶聯劑(TCA)作為還原氧化石墨烯和聚酰胺的橋分子,制成的緻密納米複合材料比單獨使用聚合物的導熱性提升了53%。他們測試了兩種不同組分的材料(一種裡面僅僅有聚酰胺,另一種是聚酰胺/钛酸酯-石墨烯的複合材料),将這兩種材料都應用到LED當中,并用熱成像和熱電偶進行分析。

聚酰胺/钛酸酯-石墨烯材料有着更高的平衡溫度,這表明該材料比聚酰胺材料的熱傳遞速率更快。研究人員測試了該複合材料的耐久性,結果表明持續使用過程中,連接處的高溫會使得LED的性能下降。結果表明,複合材料保留了其光強的95%,而聚酰胺單組份材料隻保留了69%。事實上,該研究團隊已經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,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中發表。

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