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新型石墨烯材料薄如紙硬如鋼
閱讀：907 發(fā)布時間：2019-5-24
據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)報道，澳大利亞悉尼科技大學(xué)的科學(xué)家日前宣布，他們開發(fā)出了一種厚度和紙相當(dāng)、強度比鋼還高的石墨烯復(fù)合材料，這種納米結(jié)構(gòu)的石墨烯材料復(fù)驗性測試結(jié)果良好，有望在汽車制造、航空工業(yè)、電子以及光學(xué)等領(lǐng)域引發(fā)革命性變革。相關(guān)論文發(fā)表在新一期《應(yīng)用物理學(xué)期刊》(Journal of Applied Physics)上。
由悉尼科技大學(xué)王國秀(音)教授帶領(lǐng)的這個研究小組，通過合成法和熱加工法對石墨進行提純和過濾，進而將其制成像紙一樣薄的薄片。這種石墨烯紙(GP)在微觀上呈單層六角形碳素晶格結(jié)構(gòu)，具有*的熱學(xué)、電學(xué)和機械性能。對比實驗顯示，與普通鋼材相比，石墨烯紙在重量上要輕6倍，密度上小5到6倍，強度上大2倍，抗拉強度大10倍，抗彎剛度大13倍。
負責(zé)該項研究的阿里·利薩·蘭迪巴托契說，此前還沒有人用類似的方法制造出有如此性能的石墨烯紙，這種材料與鋼相比不但更輕、更強、更靈活，而且還可回收和循環(huán)使用，是一種環(huán)境友好型產(chǎn)品，有望在汽車制造和航空工業(yè)領(lǐng)域首先獲得應(yīng)用。與傳統(tǒng)的鋼材和鋁材相比，用新材料制成的汽車和飛機不但會更加省油，產(chǎn)生的排放也會更少，同時其運行成本也會更加低廉。
據(jù)了解，目前不少飛機和汽車制造商已經(jīng)開始用碳纖維材料取代金屬材料。空客A350碳纖維復(fù)合材料用量已占總重量的40%；波音787機翼和機身上使用的碳纖維復(fù)合材料超過50%。采用這種材料的客機油耗少，減排*，維護方便，能夠給航空公司節(jié)省燃料和維護費用，出現(xiàn)后立即引起了世界各國的關(guān)注。被喻為“公路上的F1”的梅賽德斯奔馳SLR邁凱輪跑車也采用了高強度碳復(fù)合材料，其高時速可達334公里/小時，100公里內(nèi)的加速僅需3.8秒。與碳纖維復(fù)合材料相比，石墨烯紙的性能無疑更為出色。
蘭迪巴托契說，10年來越來越多的金屬材料已經(jīng)被碳基材料取代，以澳大利亞為例，在其采礦業(yè)、材料加工和制造業(yè)中，碳基材料的應(yīng)用正日漸廣泛。而澳大利亞具有豐富的石墨資源，為石墨烯材料的大規(guī)模生產(chǎn)和開發(fā)提供了便利。(來源：科技日報 王小龍)