石墨烯，這個(gè)讓大部分公眾感到陌生的名字，一直是全球多國(guó)科學(xué)家都在競(jìng)相研究的課題。它是一種由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料，它只有一個(gè)碳原子那么厚，是已知、能看得見的最薄納米級(jí)材料。

石墨烯在2004年才正式被發(fā)現(xiàn)的新材料，兩名英國(guó)發(fā)現(xiàn)者因此獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。而這種特殊結(jié)構(gòu)讓它從被發(fā)現(xiàn)之初，就獲得多個(gè)世界之最：有史以來最結(jié)實(shí)的材料，其強(qiáng)度是鋼的100多倍;電子傳導(dǎo)率最快的材料，比硅材料快140倍;它還是最輕的固體物質(zhì)、室溫下導(dǎo)電性能最好的材料、具有97.7%的透光率……

最重要的是，它可以讓“薄得像紙一樣的透明手機(jī)”、“一分鐘充完電的電池”、“像襯衣一樣的防彈衣”等“科幻產(chǎn)品”變成現(xiàn)實(shí)。

然而，由于制造成本太昂貴，一度超過黃金價(jià)格幾十倍，使它無法投入應(yīng)用。

近日，中航工業(yè)航材院(以下簡(jiǎn)稱航材院)相關(guān)人士向《環(huán)球時(shí)報(bào)》透露，他們成功利用石墨烯與鋁合金在全球率先研制出“烯合金”，宣布新一代具備特殊性能的系列材料問世，或許將對(duì)未來航空航天器帶來革命性變革。

除了制造電子設(shè)備外，石墨烯的高強(qiáng)度、高韌性也為材料學(xué)帶來新變革，這對(duì)于“盡力減少每一克重量”的飛機(jī)制造業(yè)來說尤其重要。航材院利用鋁合金粉和石墨烯粉以一定比例混合后制造出的“烯合金”，其屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度分別提高58%和25%，在世界上首創(chuàng)利用石墨烯制造高端合金材料的新途徑。

據(jù)介紹，該研究團(tuán)隊(duì)下一步還將利用石墨烯提高鈦合金等金屬的性能，有望給飛機(jī)材料帶來新的變革。

另外，中科院合肥研究院智能所仿生功能材料與傳感器件研究中心的科研人員近日在去除水環(huán)境中重金屬污染物研究方面也取得新的突破,他們制備出一種新型石墨烯納米復(fù)合材料，可快速、高效去除水中鈷離子。

水中重金屬離子鈷，在高濃度時(shí)會(huì)引起很多嚴(yán)重的健康問題，如低血壓、癱瘓、腹瀉和骨缺陷，也會(huì)導(dǎo)致活細(xì)胞的基因突變，此外，放射性鈷-60還是重要的核污染物。

 

智能所科研人員為找出怎樣能更加高效去除水中鈷離子進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，制備了一種新型的氨基化氧化石墨烯納米復(fù)合材料，并將其應(yīng)用于去除鈷離子的實(shí)驗(yàn)研究，經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)證明，這種新型材料可以快速、高效地去除水中鈷離子。

事實(shí)上，除了中國(guó)，其他各國(guó)科學(xué)家競(jìng)相投入對(duì)這種新材料的研發(fā)中，認(rèn)為它將“顛覆世界電子行業(yè)的未來”。

僅今年5月，就有新加坡南洋理工大學(xué)宣布研制出光感提高1000倍的石墨烯圖像傳感器;英國(guó)利物浦大學(xué)研制的石墨烯新材料有望取代由硅制成的晶體管……蘋果、三星等公司正試圖利用石墨烯材料的導(dǎo)電和透明特性，制造像一張紙那么薄的透明手機(jī)，而且還不怕彎曲。利用它能制造出大容量電池，一次充電足以讓汽車行駛數(shù)百上千公里。

據(jù)報(bào)道，英國(guó)利物浦大學(xué)的科學(xué)家開發(fā)出一種與石墨烯相關(guān)的新材料，其具有改善電子設(shè)備中使用的晶體管的潛力。這種名為“三嗪基石墨相氮化碳”的新材料早在1996年就獲得了理論預(yù)測(cè)，但這是它第一次被研制出來。

航材院研究人員稱，盡管當(dāng)前石墨烯的研究成果很多，但目前主要還停留在實(shí)驗(yàn)室階段，距離工業(yè)化生產(chǎn)仍有相當(dāng)距離。造成這種局面的很大原因是石墨烯的價(jià)格太貴，是等重黃金的15倍，因此又被稱為“黑黃金”。

而據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)石墨礦儲(chǔ)量占到世界總儲(chǔ)量的７５％，生產(chǎn)量占到世界總產(chǎn)量的７２％，具備發(fā)展石墨烯產(chǎn)業(yè)的資源基礎(chǔ)。

中科院寧波材料所從２００８年就開始了石墨烯制備技術(shù)公關(guān)，目前已在石墨烯規(guī)模化制備和改性方面取得突破性進(jìn)展，實(shí)現(xiàn)了石墨烯低成本規(guī)模化制備。２０１３年寧波墨西科技有限公司首期年產(chǎn)３００噸的石墨烯生產(chǎn)線投產(chǎn)，是目前全球規(guī)模最大的石墨烯生產(chǎn)線。

據(jù)報(bào)道，航材院如今已經(jīng)掌握了批量生產(chǎn)大尺寸、高質(zhì)量石墨烯薄膜和高性能石墨烯粉末的技術(shù)，為石墨烯的大規(guī)模應(yīng)用打下基礎(chǔ)。