石墨烯震撼升级,或将引领歼击机技术革新!
石墨烯是一种由单层碳原子构成的二维材料,具有许多优异的性能,使其在各个领域都具有巨大的应用潜力。它被认为是21世纪最具前景的材料之一,如果能够克服制备和加工方面的挑战,它将彻底改变我们的世界。
以下是石墨烯的一些主要厉害之处:
"1. 极高的强度和韧性:" 石墨烯是目前已知最坚固的材料之一,其强度是钢的200倍,但密度却只有钢的五分之一。这使得它具有极高的比强度(强度与重量的比值),非常适合用于制造轻质高强度的结构材料,例如飞机、汽车、桥梁等。
"2. 极佳的导电性和导热性:" 石墨烯具有极高的电子迁移率,这意味着电子可以在其中以极快的速度移动,使其成为优异的导电材料。同时,石墨烯也具有极高的热导率,可以快速传递热量。这使得它适用于制造高效的电子器件、散热材料、传感器等。
"3. 超薄和透明:" 石墨烯是一种二维材料,厚度只有一个碳原子,因此非常薄。同时,它也是透明的,可以像玻璃一样透过光线。这使得它适用于制造柔性电子器件、透明导电薄膜等。
"4. 超大的比表面积:" 石墨烯具有极大的比表面积,每克石墨烯的表面积可达2600平方米,像一块足球场那么大。这使得它具有优异的吸附性能,可以
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石墨烯作为新兴科技材料近几年被广泛应用于各个产业,从电子产品的手机平板到高科技制造的各类精密仪器,石墨烯都有其不错的功能表现。
而歼-20作为军事领域最炙手可热的超强战机,如果在升级的过程中和新型材料石墨烯碰撞,两者之间又能爆发出怎样的火花呢?喜欢这篇内容的朋友,可以点点关注以便于后续的点赞、评论、收藏,多多支持,谢谢大家。
石墨烯应用于歼-20会产生怎样的效应?
歼-20是我国2017年开始服役的一型用来接替第三代歼-10的双发重型隐形战斗机,具有高隐身性、高态势感知、高机动性特点。在现代化、科技化战争中将用来进一步提高我国空军作战能力。

歼-20的横空出世,实现了我国打造跨时代新机型,引领技术发展等目标。歼-20有着极强的管控危机、遏制战争态势发展的能力,是一型十分有助于维护我国主权与领土完整的军事利器。
歼-20的制造技术在很大范围内超过了同时期其它第五代战斗机,作为我国军事领域"20"系列最突出的代表之一,歼-20也一直进行着相应的优化和提升。
近几年来一种新型材料石墨烯被广泛应用于高科技制造业,其适配性在新材料领域功能十分强大,如果将来石墨烯能够应用于军工制造领域,升级改进歼-20,又会使歼-20取得哪些新突破呢?

首先,就是用于歼-20的表面涂层,以增加其"隐身性"。
众所周知,歼-20的最大特点就是具有极强的隐身性能,得益于这个功能,当歼-20的空中执行任务时,敌方很难通过雷达监测到歼-20的具体位置。但歼-20的隐身性能多来源于它涂装的各类不同的隐形涂料,虽然是效果不错,但是轻薄能力太差,容易增加歼-20的负重。
而这个问题或许石墨烯的光学属性可以完美地解决,如果将石墨烯应用于歼-20上或许会显著效果。同时,石墨烯的重量低,且轻薄,涂装在歼-20上可以有效减少歼-20重量,隐身的同时又不会增加负荷,更能提高歼-20的作战效率,同时石墨烯稳定的蜂巢结构,也可以有效的阻止涂料发生脱落的现象。
其次,在歼-20传感器性能上,或许可以通过石墨烯进一步改善。
石墨烯的最小状态为原子,而其二维结构和原子吸附性能恰巧可以检测到敌方以最小单位分子存在同类传感器上。从而提高歼-20的敏锐度与感知性能,提高歼-20灵敏性,最早时间发现目标,最快速度躲避敌方攻击。
提高歼-20的机身强度,石墨烯还是当前全球最为坚固的纳米级高科技材料,虽然密度低,但是强度却可达到钢材的百倍以上,假设我们将石墨烯掺杂在战斗机的合金机体等构件中,便可以有效提高歼-20的机体强度,在石墨烯复合材料的保护下,歼-20或许在加速飞行时可以更平稳。

提高歼-20机身的防腐性能,我们都知道,战斗机在执行任务时,地点都是多变的,或者是寒冷气候,又或者是海洋气候,当会面对不同类型的水质及含有不同杂质的空气时,这些普遍存在于自然界的生物就会附着到机体表面,长此以往,便会对机体造成损伤,或者脱落,或者有缺少因缺少材料的覆盖暴露战机目标,这些都是在实战过程中可能发生的问题。而此时石墨烯的稳定性和物理阻隔性或许会再次发生作用,阻隔机体和空气、水面的反应,让歼-20的机身得到更长时间的保存效果。
石墨烯的前世今生
通过对歼-20使用石墨烯材料的猜想,基本上就能看出石墨烯作为新型材料其前景不可预估,那么这种适配性极强的石墨烯究竟来源于哪里,又经过了怎样的发展轨迹呢?

与我们想象的石墨烯是一种人造的新型复合材料不同,事实上石墨烯本就是一种天然的材料,广泛存在于大自然中。它的本体原本就是来自于石墨,只不过石墨烯是需要将石墨进行复杂的分离而取得的单层结构,如果按照物质大小来划分,石墨烯应该属于极具柔韧性的原子材料,因此单是对石墨烯分离步骤就具有很高操作性。
人们早就知道石墨烯的存在,也知道其具有极强的功能性,但一直以来,石墨烯的分离都是科技领域的难题。直到2004年,英国曼彻斯特大学的两位科学家——安德烈和康斯坦丁在自己的实验室里用微机械剥离法成功从原体石墨中成功分离出了单层的石墨烯,才正式将石墨烯这种材料带入生活中的各个领域,也是因为这项开创性的壮举,两位科学家成功获得了2010年度的诺贝尔物理学奖。

受到两位物理奖得主的微机械剥离法的启发,人们在此之后相继发明了氧化还原法、SiC外延生长法、化学气相沉积法等多种用于分离石墨烯的有效办法。也就是在这一时期,当石墨烯的分离不再具有之前的难度后,这种新型材便进入世界各国的研究与应用领域。
而我国也在2018年3月首次在山东启动了全国首条石墨烯量产生产线,用于太阳能光电子器件领域。
石墨烯的特点及属性
石墨烯是一种二维晶体材料,在显微镜下,石墨烯以一种十分规则的六边形的形态存在,所有的石墨烯原子紧密相连,形成碳分子,然后平面不断扩大,最后织就成一张薄薄蜂窝状分子网。
单层状态下的石墨烯厚度也仅仅相当于一个碳原子,薄到什么程度呢,就是一根头发20万分之一的厚度,单层状态下根本不会被人类肉眼观察到。
石墨烯的属性特殊,是世界上现有的最薄的也是最坚韧的一型纳米材料,被广泛应用于传导行业、电子行业、材料行业、能源行业、医药行业等数十个领域,并可以用来制造电子科技领域的触控光板、触控屏幕以及太阳能电池。

石墨烯和我们所熟知的稀土矿一样,很少单独使用,在冶炼领域和材料制作领域都是以一种调和剂的身份存在,用来增加材料的纯度和精度,可以用"万金油"来形容石墨烯的作用,而这些改变人们生活的发现,正是依托于石墨烯的多种属性。
首先,石墨烯的强度高,又轻又薄,具有其130Gpa的拉伸强度;经过氧化的石墨烯纸则更加坚韧。石墨烯的高强度得益于它的硬度,同等质量下石墨烯的硬度是钻石硬度的20倍以上。
其次,石墨烯极强的电子效应,在常温条件下可以实现通过电场作用改变化学式,并可以通过显微镜进行直接观察,石墨烯也是一种性能优异的零距离半导体材料,光学性好。透明状石墨烯的光学特征,随着石墨烯厚度的变化而变化。

值得注意的是单层状态下的石墨烯具有低能电子结构。石墨烯在置于磁场的情况下其纳米带的光学响应可调谐至范围。
在光能强度过高时,石墨烯的吸光性也会达到饱和状态。这种特性状态下,石墨烯可应用于超快光子学领域,制作被动锁模激光器。
此外石墨烯光学性能有调谐光电的能力,通过密集的激光照明下,石墨烯可以形成光学非线性克尔效应。
良好的热传导性,一块纯度较高的单层石墨烯,可以在一定范围内调整碳纳米管下限。
石墨烯还具有优良的溶解性,具有超疏水性和极强的亲油属性。
除了上述的物理材料学领域,在化学领域,石墨烯也有十分显眼的表现。石墨烯还具有氧化性,可与活泼金属反应;具有极高的还原性,其氧化物经过再次加热,可以分离成片层结构;具有良好的加成反应,可以与其他元素重组基团发生变化;稳定性高,可以保持相关原子的稳定结构;属于芳香烃材料,可以广泛应用于化学的香味剂领域,对气味进行吸附和覆盖。
石墨烯可以随时持续提高研究上限的属性,或许注定石墨烯在未来有广阔的发展前景。

当然,这些关于石墨烯对歼-20的应用都只是基于石墨烯优异属性的猜测,但既然石墨烯是一款当前世界最优质的材料,就有可能被应用于包括军工在内的多个领域,虽然目前只停留于理论阶段,但未来也拥有不可预估的多变性,或许有一天,石墨烯真的可以应用于加强五代战机的属性上,也是未可知的。