什麼是石墨烯材料?

上帝之杖

石墨烯是由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體。它是目前自然界最薄的材料之一,也是最強韌的材料,斷裂強度比最好的鋼材還要高200倍。同時它又有很好的彈性,拉伸幅

度能達到自身尺寸的20%。同時,石墨烯還具有超強的導電、導熱性,在微電子、光電子和新材料等高技術軍事領域有巨大的應用潛能。

首先,石墨烯將提高計算機的存儲和運算能力,減小體積,降低能耗。石墨烯器件製成的計算機速度比硅基微處理器高1000倍,在裝備設計製造模擬、戰場模擬、核爆模擬以及情報分析有重要意義。2015年7月,以美國密歇根理工大學為首的研究團隊在陸軍研究實驗室的支持下,通過將石墨烯與氮化硼納米管雜化組合,創建了一種新型數字開關材料,為未來製造更快、更小的計算機提供了前提。

其次,石墨烯將提高傳感器的靈敏度,促進微型化。位於美國麻省理工學院的士兵納米技術研究所把利用石墨烯技術開發具備高靈敏度、可調光譜選擇性和快速響應特性的新一代紅外夜視系統列為研究目標。2015年7月,DARPA和陸軍研究實驗室資助美國東北大學制備了一種硼、氮、氧摻雜的石墨烯基二維材料,賦予了石墨烯熱敏性和超感光性,有助於開發體積更小、攜帶靈活的紅外熱像儀和超靈敏光探測器。2015年8月,瑞士洛桑聯邦理工學院的研究者宣稱正在開發石墨烯超感光探測器,該探測器比常規的硅基光電探測器靈敏度高上千萬倍,可用於軍用夜視系統、太空望遠鏡,乃至光量子計算機。

第三,石墨烯將提高裝備的防護性能和隱身能力。2014年,美國萊斯大學在國防威脅降低局的支持下進行了石墨烯抗衝擊研究,發現石墨烯受到硅石球高速衝擊時能迅速分散衝擊力,吸收入射能量的能力比鋼強十倍,是凱芙拉縴維的兩倍。將石墨烯與其它輕質高強材料複合,有望獲得高性能輕型裝甲系統。2015年5月,意大利特倫託大學的研究人員發現石墨烯能顯著增強蜘蛛絲的強度,複合絲可達天然蛛絲強度的3.5倍,是單兵防彈衣的高性能材料。2013年,美國加州大學制備了石墨烯基紅外隱身塗層,通過改變反射光的波長來實現紅外隱身。這種材料可大面積塗覆於結構和平臺表面,實現軍事偽裝。


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