什么是石墨烯材料?

上帝之杖

石墨烯是由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。它是目前自然界最薄的材料之一,也是最强韧的材料,断裂强度比最好的钢材还要高200倍。同时它又有很好的弹性,拉伸幅

度能达到自身尺寸的20%。同时,石墨烯还具有超强的导电、导热性,在微电子、光电子和新材料等高技术军事领域有巨大的应用潜能。

首先,石墨烯将提高计算机的存储和运算能力,减小体积,降低能耗。石墨烯器件制成的计算机速度比硅基微处理器高1000倍,在装备设计制造模拟、战场模拟、核爆模拟以及情报分析有重要意义。2015年7月,以美国密歇根理工大学为首的研究团队在陆军研究实验室的支持下,通过将石墨烯与氮化硼纳米管杂化组合,创建了一种新型数字开关材料,为未来制造更快、更小的计算机提供了前提。

其次,石墨烯将提高传感器的灵敏度,促进微型化。位于美国麻省理工学院的士兵纳米技术研究所把利用石墨烯技术开发具备高灵敏度、可调光谱选择性和快速响应特性的新一代红外夜视系统列为研究目标。2015年7月,DARPA和陆军研究实验室资助美国东北大学制备了一种硼、氮、氧掺杂的石墨烯基二维材料,赋予了石墨烯热敏性和超感光性,有助于开发体积更小、携带灵活的红外热像仪和超灵敏光探测器。2015年8月,瑞士洛桑联邦理工学院的研究者宣称正在开发石墨烯超感光探测器,该探测器比常规的硅基光电探测器灵敏度高上千万倍,可用于军用夜视系统、太空望远镜,乃至光量子计算机。

第三,石墨烯将提高装备的防护性能和隐身能力。2014年,美国莱斯大学在国防威胁降低局的支持下进行了石墨烯抗冲击研究,发现石墨烯受到硅石球高速冲击时能迅速分散冲击力,吸收入射能量的能力比钢强十倍,是凯芙拉纤维的两倍。将石墨烯与其它轻质高强材料复合,有望获得高性能轻型装甲系统。2015年5月,意大利特伦托大学的研究人员发现石墨烯能显著增强蜘蛛丝的强度,复合丝可达天然蛛丝强度的3.5倍,是单兵防弹衣的高性能材料。2013年,美国加州大学制备了石墨烯基红外隐身涂层,通过改变反射光的波长来实现红外隐身。这种材料可大面积涂覆于结构和平台表面,实现军事伪装。


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