datasheet

中国突破石墨烯技术 可秒充电池造超级装甲

2015-12-01来源: 网易关键字:中国  石墨烯  装甲  国防
    石墨烯是只有一个原子厚度的二维晶体,它既是最薄的材料,也是最强韧的材料。可秒速为手机满电,制成使雾霾无法穿透的防护口罩,还可制造比钢铁还强韧的装甲,被视为革命性材料的石墨烯已经逐渐被带入现实。中国不仅在石墨烯科研上走在世界前列,中航工业更希望将之产业化。中航工业展示的图片显示,在国防方面,石墨烯可用于装甲防护、航空发动机和超高声速飞行器。

亲临中航工业石墨烯发布会 感受未来科技

    11月27日,中航工业石墨烯科技发展与产业规划发布暨签约仪式在北京举行。未来几年,中航工业将着力打造系列化石墨烯产业集群,形成完整的石墨烯产业链,重点开展石墨烯应用基础研究,新技术探索和新领域开拓。仪式上,中航工业与合作伙伴共同签署中航石墨烯科技发展有限公司投资协议、中航工业首个石墨烯控股产 业化项目——中航防护科技有限公司的投资协议以及系列石墨烯研发及产业化合作协议。中航工业董事长、党组书记林左鸣出席仪式并致辞。未来几年,中航工业将着力打造系列化石墨烯产业集群,形成完整的石墨烯产业链,重点开展石墨烯应用基础研究,新技术探索和新领域开拓。

亲临中航工业石墨烯发布会 感受未来科技

碳——“神奇”的元素

    碳是地球上最普遍也是最奇妙的一种元素,它可以形成世界上最硬的金刚石,也可以形成最软的石墨,它的“神奇”特性正是源自于多个碳原子可以形成多种多样的排列,这些不同的排列被称为同素异形体。而在微观上看似简单的原子排列差异却能在宏观上带来巨大的材料性能差别。近30年来,碳纳米材料一直是科技创新的前沿领域,1985年发现的富勒烯和1991年发现的碳纳米管均引起了巨大的研究热潮。上图展示的正是碳的几种同素异形体,它们分别是石墨烯、石墨、碳纳米管和富勒烯。

亲临中航工业石墨烯发布会 感受未来科技

曾被认为只存在理论,不存在于现实

    石墨烯是一种由碳原子组成的六角型蜂巢结构平面薄膜,是目前在自然界已知唯一只有一个原子厚度的二维材料。在之前石墨烯一直被认为是假设性的结构,无法单独稳定存在,改变发生在2004年。2004年,英国曼彻斯特大学的两位俄裔物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,成功地从石墨中分离出石墨烯,证明了这一结构完全可以稳定存在。两人也因为“在二维石墨烯材料的开创性实验”,共同获得2010年诺贝尔物理学奖。2004年的研究成果在2010年就获得了诺贝尔奖,在诺奖中堪称“神速”,这表明了科学界对石墨烯的关注和认可。

    事实证明,石墨烯理应得到关注,因为科学家们很快就发现,石墨烯是目前世界上已知的最薄且又最坚硬的纳米材料。石墨烯几乎完全透明,只吸收2.3%的光。但又非常致密,即使是最小的气体原子(氦原子)也无法穿透。而接下来的实验结果更是让科学家“瞠目结舌”,多次实验证明,石墨烯不但最薄最硬,而且是已知自然界导热率最高的材料,同时也是电阻最低的材料,此外,它还有如常温下发生量子霍尔效应等其他特性。可谓性能“恐怖”的超级材料。

    当实验逐渐揭露出石墨烯的罕见特性时,各国立即意识到它可能带来的巨大价值并纷纷投入巨资展开研究。人们普遍认为石墨烯将取代多晶硅等众多传统材料成为“材料之王”。

亲临中航工业石墨烯发布会 感受未来科技

石墨烯已经批量生产应用

    由于石墨烯直至2004年才被发现,此时中国已经具备了较完善的科研体系,所以国内的各大科研院所立即展开了相关课题的研究。中航工业作为中国航天领域的龙头企业,也立即在航材院成立了石墨烯研发团队并迅速发展为大型实验室,专攻石墨烯的制备方法和在各领域应用的技术课题。在此次发布会上,中航工业航材院王旭东博士介绍了中航工业石墨烯基础研究和应用研究进展,中航工业在掌握高性能、低成本石墨烯纳米片和石墨烯薄膜制备技术的基础上,同时致力于开展石墨烯应用研究和工程技术开发,推动石墨烯在航空航天、能源、电子和生物等领域应用,已在石墨烯纳米片批量化制备、功能化石墨烯、石墨烯宏观体制备、大尺寸石墨烯薄膜批量化制备、石墨烯增强金属结构材料、石墨烯储能材料、石墨烯电子封装材料、石墨烯电线电缆材料、石墨烯环境净化材料、石墨烯涂料、石墨烯改性非金属材料、石墨烯信息材料等领域取得了诸多独创性的成果。下面通过会场的展板进行重点介绍。

亲临中航工业石墨烯发布会 感受未来科技

石墨烯在国防科技领域的应用

    由于石墨烯是已知的最薄且又最坚硬的纳米材料。所以通过复杂方法添加到传统防弹材料中,可大幅增强防弹性能同时减轻防护材料的重量。应用前景广阔。

亲临中航工业石墨烯发布会 感受未来科技

    从展板中可以看到,将石墨烯应用到装甲材料中,使材料的密度和体积都有显著下降,防护能力则反而有所增强。现场技术人员介绍,目前含有石墨烯的装甲材料已经应用到一些新的国防装备中,只是由于涉密原因不能具体透露。

亲临中航工业石墨烯发布会 感受未来科技

    由于可以通过不同合成方法调节石墨烯装甲的防护能力,使得石墨烯防护材料不仅可用于军事领域,也可拓展至警用和民用领域,比如军用头盔,防爆车辆和民用防护装备,实现军品民品协同发展。

亲临中航工业石墨烯发布会 感受未来科技

石墨烯在航空航天领域的应用

    石墨烯是已知自然界导热率最高的材料,这就使它拥有了极好的散热性能,其中一块展板就介绍了在高速飞行器中石墨烯的重要作用,不过可能是保密原因,展板的图片均采用的是美国目前试验中的高超音速飞行器照片。

亲临中航工业石墨烯发布会 感受未来科技

    通过石墨烯既轻薄又坚韧的特性对传统合金进行改进,可使航空发动机涡轮减轻重量同时增强增韧并延长使用寿命,可见对于我国飞机长期以来的“心脏病”也就是发动机问题,“神奇”的石墨烯同样可以帮到大忙。现场的科研人员介绍称这项研究是中国首先展开的,由此也可见国内各专业的科学家们对于国产发动机所作出的努力。

亲临中航工业石墨烯发布会 感受未来科技

石墨烯在其它领域的应用

   石墨烯的应用范围极大,绝不仅仅限于最尖端国防航空领域。下面就简述一些会议中透露的应用方向。

    一、可对传统电池进行改性,利用石墨烯电子迁移速度极高电阻极低的特性,使电池充电时间大幅缩短并且大幅提升电池充放电寿命。

    二、可对传统涂料进行改性,使得被喷涂金属防腐能力较传统涂料提升数倍。

    三、利用非常致密,即使是最小的气体原子也无法穿透的特性,对传统的过滤材料进行改性,可制作出强吸附材料和强过滤材料,如中航工业航材院研制出的防雾霾口罩,过滤能力远高于现有产品且重复过滤能力大大增强。

    四、通过石墨烯超常规的电学性能和力学性能对铝导线进行改性,提升了铝导线的导电率和使用寿命,有助于中国加快建设铝导线电网以替代成本高,质量重,较稀有的铜制导线。

    五、由于石墨烯为碳的单体且具有规整的排列方式,使其原子核外电子形成特殊的能带结构,导致它具有神奇的减小摩擦力的作用,可对润滑剂进行改性,增强润滑性能和使用寿命。

    其实石墨烯可应用的领域还有很多很多,而且大家从上述介绍中就可看出,石墨烯真可谓是“神奇”的材料“药水”,把它添加到任何传统材料中,似乎都能使他们迸发出新的“魔力”。

亲临中航工业石墨烯发布会 感受未来科技

绝不能再“起个大早,赶个晚集”

    在发布会上和之后的媒体采访中,中航工业董事长、党组书记林左鸣多次强调,新一轮科技革命和产业变革蓄势待发,其突破口一定是在材料领域。我们必须抓住材料科学创新这个新一轮科技革命的导火索。以石墨烯为代表的材料技术让我们与世界站在了同一起跑线上,并已经取得了很多技术突破。但我们必须吸取曾经的教训,这个教训就是虽然中国有过在某些领域首先实现突破,但常常思维僵化,没能快速将科研成果实用化、产业化,最后让外国人抢了先机,获得了最大回报。所以我们绝不能再“起个大早,赶个晚集”,石墨烯作为一种有可能颠覆未来发展的战略性新兴材料,发展正当其时。我们一定要以石墨烯技术为契机,实现科技创新的“弯道超车”。

    确实,曾经的中国由于种种原因已经落后世界太多了,从某种意义上说属于经验积累科学的材料科学与世界先进水平的差距更是巨大,而新生事物石墨烯确实是中国在材料领域实现“弯道超车”的绝佳机会。目前中国已经具备了较完善的科研体系和较强的资本积累,学习西方先进的科研转化经验势在必行。让我们自己的资本力量成为科研成果转化的“催化剂”,使高大上的科学理论和试验成果快速转化为在市场上具有竞争力的产品。这正是此次中航工业石墨烯科技发展与产业规划发布暨签约仪式所做的。未来中航工业将以中航石墨烯科技发展有限公司为核心研发平台和成果输出源,通过科研成果授权经营、科研成果作价入股、提供有偿技术服务、按销售提成等多种利益分配模式,合理获得创新主体的利益回报。并在成果具备产业化条件时,在中航工业内外引入战略合作伙伴,成立产业公司。预计未来两年,中航工业将有近10个石墨烯项目进行产业化。石墨烯作为高端前沿学科,研发投入很大,此次中航与投资公司的签约规模都在百亿以上,未来可能要达到千亿。数额看似巨大,但只要一些项目最终转化为在世界上具有竞争力的产品带来的收益可能就是万亿级并能带动国家整个相关学科的发展。只有将金钱投资在这种真正的创新科学并转化为产品,中国的未来才能有更大发展。

    再说一些与中航工业航材院王旭东博士交流时的收获。王博士很年轻,非常乐于与媒体交流目前中航工业在石墨烯领域的研发成果。对于发动机这个堪称中国航空工业的老大难问题,各个媒体都十分关注,纷纷向王博士询问石墨烯能对中国的国产发动机带来什么帮助,王博士的回答有点让人吃惊,他说目前中国在很多发动机用材料上是领先世界的,而且目前已经在我们自己的发动机上有所应用,但我们的材料在整合上常常出现问题,导致发动机依然落后,他说他一定会运用所掌握的石墨烯知识帮助改进国产发动机,也说由于保密原因很多成果也无法展示。当记者问到中国发展石墨烯有何优势时,王博士说,中国有大量石墨矿藏也有大批从事相关研究的科研团队。单说目前中航自己的航材院就已经突破了新的石墨烯制备技术,使石墨烯制造成本有较大下降,虽然价格无法透露但也绝不是当年的“黑色黄金”了。有了制备的基础也是中国更容易展开石墨烯的各项应用研究。有媒体询问石墨烯研发投入那么大,是否会入不敷出时,王博士坚定的回答肯定不会,因为石墨烯应用的方面太广了,而且目前已经体现出价值并得到了应用。他又介绍了石墨烯的一些应用,其中的石墨烯电池和芯片让小编印象非常深刻,他说目前除了用石墨烯改性现有的电池如锂电池外,最前沿的是正在研发的第三代石墨烯电池技术也就是纯石墨烯电池,它的性能竟然可以达到每克电池核心储存超过1500毫安的电量并能以远快于现有电池的速度充电。这不正是电动汽车一直在等待的突破技术吗。而石墨烯芯片则是在原子层面布置电路,围观等级远低于现在常见的纳米级芯片,如果实现将制造出功耗极低,性能极强,发热则几乎可以忽略不计的超级芯片,到那时人们掌上的手机真不知会具有何等恐怖的性能。怪不得有人断言,如果说20世纪是单晶硅的世纪,那么21世纪就是石墨烯的世纪。当然,这些产品不会很快来到人们面前,他任然需要像王博士这样的科学家们夜以继日的公关,但我相信有朝一日它们一定会来到我们面前。

    今年10月23日,国家主席习近平在访问英国期间访问参观了曼彻斯特大学国家石墨烯研究院,这正是发现石墨烯的地方,在这里中英双方确定将在石墨烯领域展开合作研究。中国是石墨大国,目前也具有大量参与石墨烯研究的团队和企业,小编真切希望中国可以抓住这次机遇,开发生产出世界最好的石墨烯产品,实现真正的“弯道超车”。

关键字:中国  石墨烯  装甲  国防

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/afdz/2015/1201/article_9094.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

上一篇:快速锁定恐怖分子新招数:绘制“联系人网络图”
下一篇:检测表明:嵌入式设备大多存在高危安全缺陷

关注eeworld公众号 快捷获取更多信息
关注eeworld公众号
快捷获取更多信息
关注eeworld服务号 享受更多官方福利
关注eeworld服务号
享受更多官方福利

推荐阅读

恩智浦携手隼眼,加速中国汽车雷达和自动驾驶市场发展

· 恩智浦与77Ghz雷达领先企业隼眼电子签署投资与战略合作协议,共同推动安全自动驾驶技术创新· 恩智浦持续投资中国,深化与中国汽车电子行业合作,加速中国自动驾驶市场发展 全球最大的汽车电子解决方案供应商恩智浦半导体( NXP Semiconductors N.V)(纳斯达克代码:NXPI)今日宣布与中国汽车雷达领域的领先者南京隼眼电子科技有限公司(以下简称“隼眼”)签署投资与战略合作协议。依托东南大学毫米波国家重点实验室,隼眼在77Ghz雷达领域拥有深厚的专业知识和高素质的工程人才。结合恩智浦在雷达市场的深厚技术经验,双方将为客户提供基于恩智浦雷达产品的参考设计解决方案以及系统级技术支持与服务,帮助
发表于 2019-04-17
恩智浦携手隼眼,加速中国汽车雷达和自动驾驶市场发展

恩智浦投资中国自动驾驶科技公司南京隼眼科技 合研77GHz汽车雷达

(图片来源:恩智浦官网)据外媒报道,当地时间4月17日,荷兰芯片制造商恩智浦半导体(NXP Semiconductors NV)宣布,已经对中国自动驾驶科技公司南京隼眼电子科技有限公司(Hawkeye Technology Co Ltd)进行了投资,旨在扩大其在中国汽车雷达市场的影响力。恩智浦还与该家中国公司签署了一份合作协议,根据该协议,隼眼电子科技将提供其在77GHz汽车雷达方面的专业知识,该技术可让车辆识别碰撞情况,从而提高汽车安全性。隼眼电子科技公司座落于国家科技部、教育部和江苏省政府共同支持建设的国家通信与网络产业创新基地——中国无线谷,也是东南大学信息科学所在地。此外,隼眼科技还与中国唯一的研究室——东南大学毫米波
发表于 2019-04-17
恩智浦投资中国自动驾驶科技公司南京隼眼科技 合研77GHz汽车雷达

首届中国国际智能终端产业发展大会 将打造国际化一流平台

2019年4月16日,首届中国国际智能终端产业发展大会组委会在北京举行新闻发布会,宣布首届中国国际智能终端产业发展大会将于2019年5月9日-11日在四川省宜宾市举行,相关筹备等工作已全面启动。 本次大会共有两大组成部分:展会、主题峰会。其中,展会在宜宾市国际会展中心举办,展馆面积达1.7万平方米。高峰论坛将在宜宾恒旭国际大酒店举办。多个论坛主题包括:数字让地产更美好、变革——5G应用与行业趋势、全球化订制——智能终端产业新方向、智慧城市与智慧社区等。 首届中国国际智能终端产业发展大会以“融合时代、跨界创新”为主题,将邀请国家部委、四川省政府及省级部门相关领导,智慧城市、智慧交通、智能小区、智能终端等行业
发表于 2019-04-17

滨松中国携革命性产品—LDLS光源亮相NEPCON上海展

、亮度不够的客户。推荐应用领域:半导体行业、光学传感器/组件/光纤检测、生物/材料科学等领域。如对LDLS产品感兴趣,欢迎来滨松光子学商贸(中国)有限公司(NEPCON China展位号:1K10)展台参观LDLS展品。 滨松光子学商贸(中国)有限公司是日本滨松光子学株式会社在中国的在中国的销售、技术支持、售后服务等市场活动中心。1953年成立的滨松,是光科学、光产业领域的知名品牌。产品被广泛的应用在分析仪器、医疗设备、核技术应用、科学研究、安全检查、民用消费电子等产业。  由滨松中国带来的革命性产品——LDLS光源,将在今年4月24-26日上海世博展览馆举办的NEPCON China舞台上重磅亮相
发表于 2019-04-17
滨松中国携革命性产品—LDLS光源亮相NEPCON上海展

获救的JDI:计划在中国兴建OLED面板新厂

连日雾霾的JDI终于迎来了曙光。据日本经济新闻报道,JDI于12日正式对外宣布,将获得大陆和台湾企业联盟高达800亿日元的联合资金支持。据了解,此次协议签订后,企业联盟将会拥有近50%的股权,一跃成为JDI第一大股东,而原本的日本公司合作基金INCJ将退居其次。JDI表示,欢迎大陆和台湾的企业联盟成为公司最大的股东,此举将有助于提高企业的发展,将JDI的LCD面板销售给中国的制造商,帮助JDI摆脱亏损。根据此前据路透社的报道,JDI和台陆联盟正计划在中国建立OLED面板工厂,采用日本显示技术生产智能手机面板,这需要更大的生产线,而这需要2000亿日元(18亿美元)或更多。而此次除了获得台陆联盟的资本资助之外,据Engadget
发表于 2019-04-17

中国警告澳大利亚:限制中国5G技术具“明显歧视性”

据路透社报道,上周五,中国在世界贸易组织会上告诉澳大利亚,澳大利亚对中国5G电信技术的限制具有“明显歧视性”,似乎打破了全球贸易规则。中国在世贸组织货物贸易理事会的代表说,限制5G技术的措施“对国际贸易产生了巨大影响”,不会解决对网络安全的担忧,只会使各国在技术上处于孤立状态。去年8月,澳大利亚以引发国家安全风险为由禁止华为为其5G移动网络提供设备,此举被华为批评为“出于政治动机”。这位中国外交官表示,澳大利亚尚未公布任何有关禁令的官方文件,在相关法律生效之前,这些文件似乎已在2018年9月18日生效。中国外交官说,网络安全和5G安全需要国际合作。这位外交官在会议上说:“针对具体国家的歧视性限制措施不能解决对网络安全的担忧
发表于 2019-04-17
中国警告澳大利亚:限制中国5G技术具“明显歧视性”

小广播

About Us 关于我们 客户服务 联系方式 器件索引 网站地图 最新更新 手机版

站点相关: 视频监控 智能卡 防盗报警 智能管理 处理器 传感器 其他技术 综合资讯 安防论坛

北京市海淀区知春路23号集成电路设计园量子银座1305 电话:(010)82350740 邮编:100191

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2019 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved