石墨烯

石墨烯,這個讓大部分公眾感到陌生的名字,一直是全球多國研究人員都在競相研究的課題。它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。

石墨烯在2004年才正式被發現的新材料,兩名英國發現者因此獲得2010年諾貝爾物理學獎。而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……

最重要的是,它可以讓“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。

然而,由于制造成本太昂貴,一度超過黃金價格幾十倍,使它無法投入應用。

近日,中航工業航材院(以下簡稱航材院)相關人士向《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。

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。

另外,中科院合肥研究院智能所仿生功能材料與傳感器件研究中心的科研人員近日在去除水環境中重金屬污染物研究方面也取得新的突破,他們制備出一種新型石墨烯納米復合材料,可快速、高效去除水中鈷離子。

水中重金屬離子鈷,在高濃度時會引起很多嚴重的健康問題,如低血壓、癱瘓、腹瀉和骨缺陷,也會導致活細胞的基因突變,此外,放射性鈷-60還是重要的核污染物。