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材料工业的下一个前沿战场:烯合金,年轻的中国科研人员在领跑

材料工业的下一个前沿战场:烯合金,年轻的中国科研人员在领跑中国航工业航材院年轻科研人员在国际石墨烯研究领域首创“烯合金”材料,这一具有里程碑意义的重大自主创新,不但发明了一类具有优异性能的新型高端合金材料,也使我国成为石墨烯这一材料科学前沿基础和应用研究的世界领跑者。

石墨烯是迄今为止实验上发现的最坚韧、导电和导热最好的材料。湿化学还原法容易实现石墨烯纳米片的大批量制备,并且获得的石墨烯具有较好的亲水性和单分散性,是理想的复合材料纳米填料。

石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜,只有一个碳原子厚度的二维材料。石墨烯一直被认为是假设性的结构,无法单独稳定存在,直至2004年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯,而证实它可以单独存在,两人也因“在二维石墨烯材料的开创性实验”为由,共同获得2010年诺贝尔物理学奖。

材料工业的下一个前沿战场:烯合金,年轻的中国科研人员在领跑石墨烯目前是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料,它几乎是完全透明的,只吸收2.3%的光\”;导热系数高达5300 W/m·K,高于碳纳米管和金刚石,常温下其电子迁移率超过15000 cm2/V·s,又比纳米碳管或硅晶体高,而电阻率只约10-6 Ω·cm,比铜或银更低,为目前世上电阻率最小的材料。因为它的电阻率极低,电子跑的速度极快,因此被期待可用来发展出更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。由于石墨烯实质上是一种透明、良好的导体,也适合用来制造透明触控屏幕、光板、甚至是太阳能电池。

在电子行业高速发展的今天,石墨烯材料是最理想的材料,比普通电子产品材料寿命要加大上百倍。欧盟在2012年启动石墨烯旗舰技术项目,美国也大力投入,并且在石墨烯作为超强电容器等应用研究已取得了突破性进展。但是美欧对“石墨烯”材料的研制还是停留在可行性研制上。这意味着中国芯片制造有可能会提前使用石墨烯来完成了,如果完成了批量生产的后续工作的话,今后我们的手机什么的都可以摆脱现有电子产品的一些弊端了。期待能够尽快完成量产的后续工程。

材料工业的下一个前沿战场:烯合金,年轻的中国科研人员在领跑

石墨烯除了制造电子设备外,石墨烯纳米片提高了铝基烯合金的屈服强度和拉伸强度,特别是运用到飞机制造业,能保证战机高速状态下机体抗衡极冷和高温,延长战机寿命等等。石墨烯的高强度、高韧性也为材料学带来新变革,这对于“尽力减少每一克重量”的飞机制造业来说尤其重要。航材院利用铝合金粉和石墨烯粉以一定比例混合后制造出的“烯合金”,其屈服强度和抗拉强度分别提高58%和25%,在世界上首创利用石墨烯制造高端合金材料的新途径。据介绍,该研究团队下一步还将利用石墨烯提高钛合金等金属的性能,有望给飞机材料带来新的变革。

材料工业的下一个前沿战场:烯合金,年轻的中国科研人员在领跑从性能报道描述上看,石墨烯是一种常温下新型材料,如果性态稳定则会让现在的世界有着翻天覆地的变化,很多不可能变成可能!这是我们中国人的骄傲,政府应该为这些有功之才,实施重奖,吸引在外留学生华侨和世界上爱好和平的高级知识分子专家,给予更多的待遇,“政治,经济,职位”。让他们更好地为大中国服务,为世界和平做贡献。当然,也非常非常希望我们的科学家不要把发明只当成发明,拿了奖完事,不要像当年的胰岛素,我们第一个合成了,可最后我们要向外国买胰岛素!政府要把这些重要发明变成我们真正的实力

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