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中國率先研制出“烯合金” 或帶革命性變革

石墨烯是一種由碳原子構成的單層片狀結構的新材料,只有一個碳原子那么厚,是已知、能看得見的最薄納米級材料。

石墨烯或許將對未來航空航天器帶來革命性變革

石墨烯,這個讓大部分公眾感到陌生的名字,卻是全球多國科學家都在競相研究的課題。這種在2004年才正式被發現的新材料,不僅讓兩名英國發現者獲得2010年諾貝爾物理學獎,更有望讓“薄得像紙一樣的透明手機”、“一分鐘充完電的電池”、“像襯衣一樣的防彈衣”等“科幻產品”變成現實。中航工業航材院(以下簡稱航材院)相關人士27日向《環球時報》透露,他們成功利用石墨烯與鋁合金在全球率先研制出“烯合金”,宣布新一代具備特殊性能的系列材料問世,或許將對未來航空航天器帶來革命性變革。

石墨烯是一種由碳原子構成的單層片狀結構的新材料,它只有一個碳原子那么厚,是已知、能看得見的最薄納米級材料。這種特殊結構讓它從被發現之初,就獲得多個世界之最:有史以來最結實的材料,其強度是鋼的100多倍;電子傳導率最快的材料,比硅材料快140倍;它還是最輕的固體物質、室溫下導電性能最好的材料、具有97.7%的透光率……各國科學家競相投入對這種新材料的研發中,認為它將“顛覆世界電子行業的未來”。僅今年5月,就有新加坡南洋理工大學宣布研制出光感提高1000倍的石墨烯圖像傳感器;英國利物浦大學研制的石墨烯新材料有望取代由硅制成的晶體管……蘋果、三星等公司正試圖利用石墨烯材料的導電和透明特性,制造像一張紙那么薄的透明手機,而且還不怕彎曲。利用它能制造出大容量電池,一次充電足以讓汽車行駛數百上千公里。

  航材院研究人員告訴《環球時報》記者,盡管當前石墨烯的研究成果很多,但目前主要還停留在實驗室階段,距離工業化生產仍有相當距離。造成這種局面的很大原因是石墨烯的價格太貴,是等重黃金的15倍,因此又被稱為“黑黃金”。航材院如今已經掌握了批量生產大尺寸、高質量石墨烯薄膜和高性能石墨烯粉末的技術,為石墨烯的大規模應用打下基礎。

除了制造電子設備外,石墨烯的高強度、高韌性也為材料學帶來新變革,這對于“盡力減少每一克重量”的飛機制造業來說尤其重要。航材院利用鋁合金粉和石墨烯粉以一定比例混合后制造出的“烯合金”,其屈服強度和抗拉強度分別提高58%和25%,在世界上首創利用石墨烯制造高端合金材料的新途徑。據介紹,該研究團隊下一步還將利用石墨烯提高鈦合金等金屬的性能,有望給飛機材料帶來新的變革。

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