多個軍事強國大力研發(fā)石墨烯防彈衣 比鋼鐵強10倍
據(jù)《解放軍報》官方微博@軍報記者4月29日報道，軍事強國近年來紛紛用石墨烯代替凱夫拉、芳綸等材質(zhì)，著手打造新型鎧甲防護(hù)裝具。該物質(zhì)廣泛應(yīng)用于電池制造、醫(yī)學(xué)掃描設(shè)備、光電探測等領(lǐng)域。實驗數(shù)據(jù)顯示，石墨烯可迅速分散沖擊力，并能中斷通過材料的外展波，承受沖擊的性能遠(yuǎn)勝鋼鐵和凱夫拉等材質(zhì)。而目前 中國已經(jīng)突破了石墨烯制備技術(shù)，可以在一小時內(nèi)制備單層石墨烯。 f: q2JgX
據(jù)外媒《技術(shù)時報》（TechTimes）報道，研究石墨烯防彈衣的科學(xué)家表示，石墨烯制成的防彈衣?lián)碛?倍于現(xiàn)有防彈衣技術(shù)（凱夫拉纖維）的防護(hù)能力。美國萊斯大學(xué)的研究人員進(jìn)行了一次微觀彈道測試，以一顆微小的硅粒以3000米/秒的速度射向單層石墨烯，發(fā)現(xiàn)這種蜂巢形結(jié)構(gòu)的材料可有效分散動能，其能力比鋼材強10倍。 ( |W6p%(
這次實驗中硅粒的初速達(dá)到了步槍的3倍，測試證明，如果在宏觀層面應(yīng)用石墨烯擁有非常強大的防彈能力。 /L,iF?7
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迷你彈道試驗的示意圖 TbMlYf]It
電子顯微鏡顯示，石墨烯吸收了撞擊的能量，本身變形成一個圓錐的形狀，并向多個方向外擴散，在一定半徑內(nèi)碎裂。研究人員的領(lǐng)導(dǎo)著李杰黃（音）表示，這個碎裂的過程是單層石墨烯的弱點，但即使如此它也比凱夫拉強2倍，比鋼鐵強10倍。 Q-_;.xy#4
目前石墨烯依然不能單獨制成強有力的材料，但是能以多層編織到復(fù)合結(jié)構(gòu)中，這樣就能制止其受彈擊后向外碎裂的過程。 {w>ofyqfp&
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石墨烯管納米結(jié)構(gòu)圖 6#d+BBKIc
被彈頭擊中后，能量波在石墨烯表面快速傳遞，速度達(dá)到在鋼鐵上的3倍，這表明石墨烯能迅速吸收子彈的能量。 k="w EZ;Q
背景資料： ;rJ#>7K
石墨烯（Graphene）是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一個碳原子厚度的二維材料。石墨烯一直被認(rèn)為是假設(shè)性的結(jié)構(gòu)，無法單獨穩(wěn)定存在，直至2004年，英國曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，成功地在實驗中從石墨中分離出石墨烯，而證實它可以單獨存在，兩人也因“在二維石墨烯材料的開創(chuàng)性實驗”為由，共同獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎。 Pw| /PfG
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石墨烯結(jié)構(gòu)圖 9MRe?
石墨烯目前是世上最薄卻也是最堅硬的納米材料，它幾乎是完全透明的，只吸收2.3%的光；導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)5300 W/m·K，高于碳納米管和金剛石，常溫下其電子遷移率超過15000 cm2/V·s，又比納米碳管或硅晶體（monocrystalline silicon）高，而電阻率只約10-6 Ω·cm，比銅或銀更低，為目前世上電阻率最小的材料。因為它的電阻率極低，電子跑的速度極快，因此被期待可用來發(fā)展出更薄、導(dǎo)電速度更快的新一代電子元件或晶體管。由于石墨烯實質(zhì)上是一種透明、良好的導(dǎo)體，也適合用來制造透明觸控屏幕、光板、甚至是太陽能電池。
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