石墨烯具有非常优秀的热导率、电导率等性能，常被用作聚合物材料的改性添加剂，用来改善聚合物的热性能、电学性能、力学性能乃至综合性能，从而大幅度拓展聚合物复合材料的应用领域。然而石墨烯这类二维片层填料在聚合物基体中容易沿水平方向发生自发取向，且使填料实现水平取向的制备工艺比较简便，使得制备水平方向高导热复合材料比较容易，制备垂直方向高导热的聚合物复合材料难度则比较高。从现有的研究中可以看出，制备垂直方向高导热的复合材料的难度明显高于制备水平方向高导热的复合材料，目前仍然存在制备工艺过于复杂、填料取向效果不好两个明显的问题，利用简便的方法实现垂直方向高导热复合材料的制备是具有挑战性并值得关注的研究方向。

基于课题组的液相膨胀技术，我们开发了限制膨胀技术，实现了膨胀过程中石墨烯片层自动取向，得到了垂直方向取向度高的限域膨胀石墨，进一步浇筑环氧树脂即可得到垂直方向高导热的复合材料，在填料含量仅为1.75 wt%时，复合材料垂直方向热导率高达4.14 W m^-1 K^-1，是其水平方向热导率的近8倍，且为纯环氧树脂垂直方向热导率的近10倍。同时，复合材料也表现出优秀的耐高温性能，可以满足长时间的高温散热应用。这种新型的限域膨胀制备高度取向石墨烯气凝胶的方法为垂直方向高导热复合材料的简易制备提供了一种新的思路，并具有放大的可操作性和良好的应用前景。相关研究发表于ACS Appl. Mater. Interfaces。

详见https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.0c02151