石墨烯，这个革命性的二维材料，因其卓越的导热性能和轻质特性，正在散热领域的研究中崭露头角。传统金属如铜和铝尽管导热性强，但其密度大、易氧化，无法满足5G时代日益增长的芯片散热需求，而过热常常导致电子设备故障。因此，石墨烯凭借其独特的声子导热机制，特别是其高面内热导率，成为解决这一难题的关键。然而，从微观到宏观的转变过程中，石墨烯的性能会受到制备缺陷的影响，这促使国内外研究团队聚焦于石墨烯导热薄膜的精细制备工艺。
研究者们积极探索通过化学气相沉积（CVD）技术在不同基底如Fe, Cu, Ni, Pt上生长石墨烯，如莱斯大学和佐治亚理工学院的研究显示，CVD法制备的石墨烯具有低断裂应力。UT Austin的Ruoff团队开发的大型石墨烯生长技术，甚至能在300mm铜膜上生长单层，显示了技术的先进性。沈阳金属研究所的SACVD方法通过优化，如在Pt基底上实现高热导率和可调控晶粒尺寸，为工业化生产带来了新突破。
在工业化生产层面，中国科学院谢晓明团队和俞大鹏院士团队通过提升生长速率，减少了制备成本。丹麦技术大学虽然提出了转移新方法，但CVD法的高质量与高成本之间形成挑战。氧化石墨烯（GO）为导热薄膜的制备提供了新途径，如通过Hummers法制备GO片，经过蒸发、刮涂、自融合等手段转化为GFs。GFs的堆叠结构和层间结合方式对热导率有显著影响，自融合技术如上海大学张勇团队的自组装方法表现出优异性能。
浙江大学高超团队采用创新的卷对卷工艺，成功制备出导电率高达4.2×105 S/m、热导率1285±20 W/(m·K)的石墨烯薄膜。氧化石墨烯的热导率相对较低，这促使研究者转向直接从石墨制备，如加州大学Malekpour团队的石墨烯膜，其热导率可达40～90 W/(m·K)，高温退火可进一步提升性能。
石墨烯与碳纳米管的混合能够改善其纵向热导率，如掺杂15 wt.% CNT的rGO复合膜，纵向热导率可提升至0.089 W/(m·K)。东华大学和中国科学院的喷雾卷绕法制备的CNT/GO复合膜显示出高热导率和机械强度。缺陷和热处理工艺对石墨烯性能至关重要，高温热退火和掺杂碳纳米管是提升性能的有效手段。
图4揭示了石墨烯基复合膜（如rGO+CNT、CNT/GO和SGN）通过热处理优化后的显著性能提升。关键因素如晶格缺陷、热处理工艺以及掺杂的选择，对热导率产生显著影响。高温退火、掺杂和优化制备工艺，是提升石墨烯性能的关键步骤。
尽管石墨烯薄膜在热导率上已经取得进步，但仍面临工艺复杂、成本高昂和性能优化不足的问题。为了降低能耗并提高效率，研究者正在探索高温热压、提高密度和定向度，以及碳纳米管的掺杂等途径。未来，研发新制备方法、降低成本并推动石墨烯在更多领域的应用和产业化，将是研究的主要方向。