三維石墨烯是一種由石墨烯片層構(gòu)建的三維多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)材料，兼具二維石墨烯優(yōu)異的電子、熱學(xué)性能和宏觀骨架的穩(wěn)定性，被廣泛研究應(yīng)用于導(dǎo)熱復(fù)合材料、能源器件和電子熱管理系統(tǒng)。熱導(dǎo)率是衡量其熱傳輸能力的關(guān)鍵指標(biāo)，受到科研和產(chǎn)業(yè)界的普遍關(guān)注。

二維石墨烯的理論熱導(dǎo)率高達(dá)3000 W/m·K，但由于三維結(jié)構(gòu)中存在孔隙和缺陷，三維石墨烯的實(shí)際熱導(dǎo)率通常低于二維石墨烯。研究表明，其熱導(dǎo)率可達(dá)到幾百到上千W/m·K，依舊遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)金屬材料和多數(shù)聚合物，表現(xiàn)出優(yōu)異的散熱能力。其優(yōu)勢(shì)在于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使熱流能夠在宏觀尺度上傳遞，避免了二維石墨烯在組裝過程中出現(xiàn)片層堆疊導(dǎo)致導(dǎo)熱受阻的問題。

制備工藝對(duì)熱導(dǎo)率影響顯著。采用化學(xué)氣相沉積法制備的三維石墨烯，骨架致密，界面結(jié)合良好，導(dǎo)熱性能表現(xiàn)優(yōu)越。通過還原氧化石墨烯水凝膠得到的三維石墨烯，由于含氧官能團(tuán)和孔隙較多，熱導(dǎo)率相對(duì)較低。進(jìn)一步通過金屬納米粒子摻雜或聚合物填充，可調(diào)控導(dǎo)熱通道，滿足不同應(yīng)用需求。

在應(yīng)用層面，三維石墨烯展現(xiàn)出廣闊前景。電池散熱系統(tǒng)利用其高導(dǎo)熱性，可以有效降低局部過熱現(xiàn)象，提高電池壽命與安穩(wěn)性。高功率電子器件中，三維石墨烯復(fù)合材料能降低熱阻，提升散熱效率。柔性電子和可穿戴設(shè)備也開始探索將其應(yīng)用為輕質(zhì)散熱骨架，實(shí)現(xiàn)器件穩(wěn)定運(yùn)行。

因此，三維石墨烯的熱導(dǎo)率雖受結(jié)構(gòu)和制備方式限制而低于理想二維石墨烯，但在實(shí)際應(yīng)用中仍表現(xiàn)出高水平。其熱傳輸特性結(jié)合輕質(zhì)結(jié)構(gòu)，為熱管理材料提供了新的解決路徑。未來通過優(yōu)化制備工藝和多元復(fù)合設(shè)計(jì)，有望進(jìn)一步提升其導(dǎo)熱能力，推動(dòng)其在能源、電子和新材料領(lǐng)域的應(yīng)用。