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“新材料之王”,石墨烯未来必将对国防和军事领域产生深厚的影响
发表时间:2019-12-25     阅读次数:     字体:【

新材料之王,石墨烯

随着全球高端产业的快速发展,新材料正成为各国攻关的重点。因为新材料的发现往往能够带来产业的革命。而石墨烯则被称为新材料之王,被外界认为将彻底改变21世纪黑科技。由于其众多优异的力学、光学、电学以及微观量子性质,在新能源、化工、航空航天、电子、医疗以及军事装备等多个领域具有非常广泛的前景。近日,中科大传来好消息,这种材料取得重大突破,有望大规模低成本量产,掀起新的产业革命浪潮。

近日,据科技日报报道称,从中国科学技术大学得知,该校工程科学学院热科学和能源工程系夏维东教授团队与合作者,提出利用磁分散电弧产生大面积均匀热等离子体合成石墨烯这个新方法,突破了此前热等离子体工艺高能耗、产品低均匀性以及生产不稳定性等技术瓶颈,让石墨烯有望能大规模连续生产。

之前一般采用射频感应加热和微波加热等离子的方法来制备石墨烯能耗高,而且合成石墨烯要求的反应时间为毫米级,难以实现均匀加热,导致产品的均匀性很差,难以工业化应用。而夏维东教授团队采用的磁分散电弧产生的大面积均匀等离子体技术,很好地解决了上述技术的高能耗和加热不均匀等问题。

不仅如此,用该技术所制备的石墨烯平面尺寸为50-300nm,层数有2-5层,具有良好的晶体结构和超大的表面积。而且制备方法和设备都很简单,一步合成不需要还原,也不需要基底、催化剂、溶液等,最重要的是成本还很低,这些都具备低成本大规模工业化应用的必须条件。

事实上,石墨烯也被称为黑金,是目前世界上发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料,也是未来最有前景的先进材料之一。而且据国际石墨烯产品认证中心数据表明,中国是石墨烯资源大国,也是研究和应用开发最活跃的国家之一,全球58%的石墨烯专利都来自中国。但也有一个需要注意的点就是,我国机构虽然在专利申请数量上具有优势,但基本上以国内申请为主,很少有对其石墨烯专利的国外保护。

实际上,石墨烯制造工艺不稳定、成本居高不下等主要因素都是石墨烯难以走向产业化的绊脚石。分析称,这次有望实现工业化应用,将有助于我们在多个领域对西方国家弯道超车。之所以各国都在石墨烯领域激烈角逐,就是因为其在半导体、锂电池、航天、军工、触控屏等多个领域带来一次材料革命,一旦实现产业化前景不可预期。

此外,在军事领域的应用也有着难以预估的前景。石墨烯能够应用于战机、航天器、装甲车等装备上。现在武器都朝着轻量化发展,这种材料在减轻重量的同时防护性能不会减弱。它还能制成特殊涂料,用于军舰的防护,低于海浪冲击和盐雾的侵蚀,提高武器的抗腐蚀性能;这种材料还由于透光性好,对环境敏感度高,能够制成高效光传感器应用于红外夜视仪和红外热成像仪等光电探测装备中,以及导弹的红外导引头,从而提高导弹的精度。

举个例子,去年美媒就报道称,中国在新型直-10武装直升机上配备了轻型石墨烯装甲,使中国成为首个将石墨烯装甲用于军事领域的国家,但是从未公布过任何具体情况。未来石墨烯的很多应用将被继续发现,成为真正的万能材料,必将对国防和军事领域产生深厚的影响。


 
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