04.02 中國突破長達數十年封鎖,一材料學技術成世界領先,軍事意義重大

在近代中國科技的漫長追趕道路上,材料科學一直是我國科技整體實力的一大軟肋,這個弱點一度阻礙了我國應用技術的發展,如軍迷們熟知的各種國產軍用飛機發動機的研發一直進展緩慢,材料學便是幾個重點攔路虎之一。這和我國過去基礎研究投入不足、缺乏頂尖領軍人才都有關係。也正因為如此,我國科學家們從沒有停止前進的步伐,在過去幾十年裡默默地付出了大量的努力。正所謂厚積薄發,不久前天津大學傳來了好消息,教授

封偉領導的科研團隊經過長期的努力,最終通過含氟自由基切割單壁碳納米管,在世界範圍內首次製備出單層石墨烯納米帶。這是全世界材料科學界首次用一步法獲得單層石墨烯納米帶,也是中國在石墨烯材料的研發方面突破西方數十年技術封鎖所取得的劃時代成就,並填補了中國石墨烯材料研發領域的一個重大空白!

中國突破長達數十年封鎖,一材料學技術成世界領先,軍事意義重大

石墨烯是一種特殊的二維碳納米材料。在材料學、微納加工、能源、生物醫學和藥物傳遞等方面具有重要的應用前景,被認為是一種未來革命性的神奇材料。 在軍事領域石墨烯一樣有廣泛的應用。由於其特殊的內部結構,石墨烯的硬度極高——大約是優質鋼的十倍以上,而重量極輕,每立方米石墨烯的重量不到1克。幾年前央視曝光的武直十直升機加裝的附加裝甲被認為就是石墨烯,它在不大幅增加武直十發動機負擔的情況下加強了裝甲防護力。目前這種石墨烯複合裝甲幾個世界主要軍事強國都能研製出來,但只有中國將其裝到了自己的武裝直升機上,說明中國已經有效掌握了量產石墨烯的能力。目前全世界只有中國有這個能力,別無分店。

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當然,石墨烯複合裝甲的安裝只是臨時過渡的解決方案,武直十的國產發動機仍需努力,將來一旦大功率的渦軸發動機被研製成功,類似阿帕奇、米24的國產重型武直將不再是軍迷的詩和遠方。目前我國材料學方面的科學家也在國產航空發動機領域進行了石墨烯的應用探索。在不久前北京舉辦的新材料峰會暨北京石墨烯產業創新中心技術成果發佈會上,我國科學家高調宣佈石墨烯已應用於航空發動機。測試結果表明,在航空發動機的高溫葉片上噴塗了石墨烯隔熱塗層後,在原基材不改變屬性的情況下,增加了3倍以上的使用壽命。

軍用飛機發動機的具體性能一個是看推力大小,另一個重要指標就是使用壽命。國產渦扇10等系列發動機由於師承蘇聯,實際使用壽命一度被認為只有幾百小時,和美軍的幾千小時使用壽命判若雲泥。未來石墨烯等新材料、新技術整合到國產航空發動機製造領域後,國產發動機的使用壽命有望彎道超車,達到甚至超過美軍的水平。

中國突破長達數十年封鎖,一材料學技術成世界領先,軍事意義重大

當然,所有的這些實際技術運用都得益於新材料的發明人:以封偉教授為代表的在我國材料科學領域默默付出的科學家們。據瞭解,正因為石墨烯材料在科學研究領域有著非常重要的應用前景,因此國外對中國在石墨烯材料方面進行了嚴格的技術封鎖,這個封鎖長達數十年的時間直到今天。老一輩的軍迷可能還記得,以前不時有西方媒體爆料說中國的"間諜""盜取"了美、日等國的石墨烯材料回國的事件。封偉教授本人在得知獲獎後,第一個反應也是說: "這標誌著我國突破了西方國家幾十年的技術封鎖。"

中國突破長達數十年封鎖,一材料學技術成世界領先,軍事意義重大

我國在材料科學整體上還無法同美歐等國處於同一水平,但中國追趕的腳步越來越快。在國產納米材料、凝聚體物理和結構材料等領域達到世界領先水平後,雖然石墨烯材料的突破看似又一個個案,但不積跬步無以至千里,不積小流無以成江海——在許多的個案累積起來後,中國材料科學整體超越西方國家,相信只是個時間問題。


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