グラフェンの熱伝導率は際立って高く、温度によって変化する。一般的な金属材料とは異なり、グラフェンの熱伝導率は鉄、鉛、鋼などの金属を上回ることがあり、最初は温度とともに上昇し、その後低下する。この挙動は、グラフェン内で加熱された分子がエネルギッシュに運動し、その構造を通じて熱伝導が促進されることに影響される。
詳細な説明
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温度による熱伝導率の初期上昇：
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グラフェンは、高度に秩序化された構造を持つ炭素の一形態であり、その強い共有結合と電子が自由に動く能力により、卓越した熱伝導性を示す。低温では、グラフェンの熱伝導率は温度が上昇するにつれて高くなる。これは、熱エネルギーの増加によって電子とフォノン（振動エネルギーの量子化モード）が励起され、その移動度が高まるため、熱伝導率が向上するためである。高温での熱伝導率の低下：
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温度が上昇し続けると、グラフェンの熱伝導率は低下し始める。これは、高温になるとフォノンの散乱が増加し、その流れが乱れて熱伝導率への寄与が減少するためである。さらに、超高温では、熱伝導率が材料の密度や気孔率の影響を受け、熱伝導の効率に影響を及ぼす可能性がある。
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グラフェンの異方性：
グラフェンは異方性材料であり、熱流の方向によって熱特性が変化する。この異方性により、グラフェン層の向きによって熱伝導率が異なることがあり、熱管理が重要な用途では重要な要素となる。
実験的観察
