強度是鋼100倍的材料被我國率先突破，軍事應用潛力巨大

厚度僅為頭髮絲的20萬分之一，是世界上已知的最薄、最輕、最強的材料，被稱為「新材料之王」。

它，就是石墨烯

石墨烯具有優異的力學性能——已知材料中強度和硬度最高，其抗拉強度和彈性模量分別為130Gpa和1.1TPa，理想狀態下約為普通鋼的100倍。石墨烯還具有高導電性、高導熱性、高透光性等優良特性。雖然目前的技術水平還不能將石墨烯薄膜直接複合，在保持其特性不變的情況下使用，但將石墨烯與其他材料複合，仍可顯著地改善其它材料的性能。

我國航材院已系統掌握了高品質石墨烯製備及應用的關鍵技術，在國際上首次提出了石墨烯隱身材料、防彈材料、增強金屬材料、電子封裝材料、石墨烯鋁導線材料等，形成了40餘種新型石墨烯複合金屬或非金屬材料，這將加速傳統材料的升級換代，從而推動軍用裝備製造的換代發展。

航材院曾將一定質量百分數的石墨烯摻雜進航空鋁合金，顯著提高了鋁合金的硬度和強度，這對軍用飛機減重有重要意義；利用石墨烯材料高導熱的特點，航材院在鋁合金複合材料中添加石墨烯納米片，開發出了線膨脹係數可控的系列化的新一代高性能電子封裝材料。可滿足有源相控陣雷達T/R組件封裝和大功率IGBT底板製備等軍民用需求；航空航天常用到鈦合金材料，其機械性能好，可承受較高溫度，但其導熱性能不夠高，以往是在設備上增加很多強散熱機械結構——而在鈦合金中摻雜石墨烯，除提高鈦合金力學性能外，還可讓散熱性能提高200%左右，解決很多熱力學問題。

利用石墨烯材料的吸附特性，航材院研製出一系列石墨烯海綿、石墨烯氣凝膠和石墨烯纖維多孔材料等超輕、強吸附、高過濾的石墨烯宏觀體，對有毒有害氣、霧的吸附能力強，可多次回收利用。其可製成空氣過濾芯替代活性碳材料用於空氣凈化；可製備成吸油氈等用於海上油污處理；可製備布袋除塵器或濕式除塵器濾芯用於煙道除塵凈化等。這類材料在空氣凈化、油污處理、煙氣吸附、核生化防護等領域應用前景廣泛。

利用石墨烯優異的導電性和導熱性，航材院開發出超大比表面積、超高導電性能、超多活化點以且電導率可控、性能穩定性好的複合導電漿料，作為關鍵電極（正極）材料應用於鋰離子電池，使鋰離子電池內阻、工作溫升大幅降低，從而實現了快速充放電和長壽命的兼得。檢測結果顯示，在同等條件下，該電池充電時間僅為普通鋰離子電池的1/10，使用壽命卻是5倍，還有效抑制了發熱問題。該電池將在軍用車輛、航空航天、通信等領域發揮較大作用。

石墨烯具有獨特的載流子特性——其電子遷移率較高，約為硅的140倍，砷化鎵的20倍，溫度穩定性好，用作半導體材料也很合適。例如：石墨烯可用於製作大功率半導體器件，如各類晶體管、集成電路和有源陣列雷達所用的T/R組件等。若用於有源相控陣雷達，理論上可比現有採用砷化鎵或氮化鎵材料的T/R組件，在功率密度方面提高較大幅度，尤其適用於發射波長較短的微波和毫米波等雷達。

另外，石墨烯在導電性優秀的同時，還具有高透光性和一定捲曲柔性，可用於柔性觸摸式顯示屏，替代ITO導電膜。這對於軍民用新一代顯示設備而言絕對是個好消息。

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