說起新型材料，當屬石墨烯最火。冠在石墨烯頭上各種“最”字打頭的名號讓人驚訝不已，柔韌性最好、強度最高、已知的最薄、透明度最高、導熱性最好等等……真的有這麽神奇嗎?石墨烯到底是什麽材料，在軍事上有何應用?看完本文你就懂了。
石墨烯是什麽?
提到石墨，大多數人都很熟悉。物理學上解釋稱，石墨是由碳元素組成的一種層狀結構的材料，每一層都是由無數碳原子排列成緊密的蜂窩狀六邊形平麵網絡組成，層與層之間的作用力較弱，因此很容易剝離開來，形成很薄的石墨片。石墨烯就是指被層層剝離後，剩下的單層(一層)石墨片，其厚度隻有一個碳原子的大小，大約是0.34納米，被歸為一種納米材料。
過去很長時間內，科學家一直認為，石墨烯隻是一種物理假設，因為它無法在有限溫度下穩定存在。直至2004年，兩位英國科學家通過簡單的“機械剝離法”，在實驗室內用膠帶從石墨表麵生生“撕”出石墨烯後，才證實了它可以單獨存在，同時也得到石墨烯的製備方法。他們所用的石墨烯製備方法再簡單不過了：先從石墨中剝離出非常薄的石墨片，將其兩麵分別粘在一種特殊的膠帶上，手工撕開膠帶後將其一分為二，隨後不斷地這樣重複操作，石墨片會越來越薄，最後僅剩由一層碳原子構成的薄片，石墨烯也就製備出來了。
石墨烯的特性
就是這樣用膠帶“撕”出來的石墨烯，給這兩位英國科學家帶來了諾貝爾獎，同時也在全球科學界掀起了石墨烯的研究熱潮。科研發現，石墨烯的這種單原子結構，使其具備了許多非同一般的神奇特性。
首先，非常薄。石墨烯是目前已知最薄的納米材料。有多薄?1毫米厚的的石墨薄片，能剝離出多達300萬塊石墨烯。
其次，透明度高，光敏感性好。石墨烯對紅外光、可見光、紫外光的透光率均達97.7%;其透光性在較寬的波長範圍內都很好，被其吸收的光還能迅速轉化為其他波長的光。
第三，密閉性好。不透氣、也不透水，對強堿、強酸等腐蝕性溶液有很強的抵禦能力;能有效抑製細菌的生長。
第四，強度高。石墨烯的強度是鑽石強度的2倍、鋼材的200倍，是已知硬度最高的材料。有人這樣打比方：將與食品保鮮膜薄厚一樣的石墨烯製品蓋在一隻杯子上，想用鉛筆頭戳破它，得一頭大象站在鉛筆上才行。
第五，韌性非常好。石墨烯是已知的最柔韌的材料，且抗壓力非常高。普通的石墨烯包裝袋可提起一輛2噸重的汽車。
第六，電阻率低，是已知的導電性最好的材料，被稱為超強導體;它還是已知的最優良的導熱體。此外，石墨烯的敏感性高，即使是微小的氣體分子吸附或釋放，都可以通過石墨烯上微小的電阻變化來檢測到。
石墨烯都能幹什麽?
石墨烯諸多非同尋常的特性，使得它在國防軍事上有著難以估量的應用前景。
1.利用石墨烯超薄超輕，抗壓力強的特性，石墨烯廣泛用於戰機、航天器等裝備上，也用於防彈衣、裝甲車輛的新材料中，減輕重量的同時能提高防護能力。它還可以製成特殊塗料，用於軍艦的艦體防護上，抵禦海浪衝擊以及水氣、鹽霧等侵蝕，大幅提高武器裝備的抗腐蝕能力。
2.利用石墨烯的透光性好，對環境敏感度高的特性，製成的高效光傳感器，用於紅外夜視儀和紅外熱像儀等光電探測裝備中;也可以生產導彈用的非冷卻紅外導引頭，提高導彈的精度和毀傷目標的能力。
3.利用石墨烯的導電性和導熱性能，代替矽、鍺等材料，製成電容、晶體管、集成電路，成為新一代電子元件，用於超級計算機、雷達、通信設備等未來新型軍用電子裝備上;此外，還可以用來製作武器裝備上的大容量電池和太陽能設備，大大提升武器裝備的性能，減少對燃油的依賴。
4.利用石墨烯高抗壓性和柔韌性能，用它來製作裝備上的儀表盤、屏幕麵板，尤其是柔性屏幕，不僅清晰度高、安全性好、而且重量輕、便於折疊與攜帶;此外，石墨烯應用在通信與導航用戶機、單兵偵察器材、可穿戴裝備上優勢明顯。
5.石墨烯良好的密閉性，不透氣透水，且能抑製細菌滋生，可用於製作戰地醫療物品、軍用食品包裝袋等。
結束語
石墨烯的問世不過短短的十餘年光景，但其獨特的二維晶體結構和優異的物理、化學特性，使它迅速成為眾多領域的研究熱點，並在國防和軍事等領域扮演重要角色。雖然如此，石墨烯的進一步更廣闊的的利用仍麵臨很多問題需要解決。但正如石墨烯的發現者所言，石墨烯“前途是光明的、道路是曲折的”。未來石墨烯的很多應用將被繼續發現，成為真正的“萬能”材料，必將對國防和軍事領域產生重大影響。
轉載請注明出處。
相關文章
熱門資訊
精彩導讀
關注我們
