銅和鋁已被用于制造計算機和其他應(yīng)用的冷卻系統(tǒng)。但是，由于這些元件的特性，有時這些冷卻器的性能不足。瑞典查爾默斯科技大學(xué)的研究人員可能有解決方案。在最近的研究論文中，他們提出了使用石墨烯和碳纖維來制造性能顯著提高的熱管。

熱管是相當簡單的設(shè)備。由銅或鋁制成的管部分填充有水或氨基化合物。接下來，去除空氣，然后將管密封。管道的一端放在熱點上，另一端放在溫度較低的地方。一旦工作液體的溫度在熱端變得太高，它就會蒸發(fā)成氣體，并迅速將其自身轉(zhuǎn)移到管子的較冷部分(即所謂的冷凝器部分)，從而進行熱傳遞。氣體變冷后，便會凝結(jié)成液體并返回較熱的區(qū)域。該循環(huán)實際上可以無限持續(xù)地進行。

在PC中，冷凝器部分通常配備有散熱器，因此此類熱管的性能和效率在很大程度上取決于散熱器的性能和效率。但是，有些應(yīng)用程序不能使用散熱器，其性能取決于管道本身的導(dǎo)熱系數(shù)。這使得熱管材料的導(dǎo)熱性至關(guān)重要。

銅的熱導(dǎo)率在大氣壓和20攝氏度(華氏68度)下約為400W / mK，但會隨溫度而變化。相比之下， 室溫下石墨烯的導(dǎo)熱率在3,000-5,000W / mK的范圍內(nèi)。

查爾默斯工業(yè)大學(xué)的研究人員以及來自中國和意大利的科學(xué)家指出，石墨烯薄膜可以增加熱管的導(dǎo)熱系數(shù)，并改善打算安裝在受限空間中的冷卻解決方案的性能。碳纖維柳條增強的內(nèi)表面將有助于這些管。

顯然，由石墨烯制成的熱管將比由銅制成的熱管更加有效。學(xué)者們嘗試了外徑為6mm的150mm長的管道，發(fā)現(xiàn)它們的傳熱系數(shù)比類似的銅基熱管高約3.5倍。

但是這種效率是有代價的。據(jù)估計，石墨烯的價格 約為每克100美元。相比之下，截至2020年12月，銅的價格為每克0.0079美元。石墨烯非常輕，并且熱管的需求并不多(當然，取決于尺寸)，但是石墨烯管在許多應(yīng)用中仍然價格過高。