石墨烯在军用功能材料领域的应用

摘要：新型材料正在逐渐进入我们的生活，并发挥着越来越多的作用。石墨烯作为一种具有异乎寻常特性的极薄的碳原子材料，在近几年来吸引了研究人员巨大的关注。本文主要介绍石墨烯在军用功能材料领域的应用，阐述杭州驰飞超声波设备有限公司（以下简称“驰飞超声波”）研制的超声波纳米制备装置在石墨烯合成的优势。

关键词：驰飞超声波；超声波纳米制备装置；石墨烯；防弹衣

研究报告称，石墨烯新材料能够支撑起相当于其自身重量40万倍的物体而不发生弯曲。一个这种石墨烯泡沫可以承受力度超过每平方英寸1.45万磅的外力重击，这几乎相当于处于在美国关岛沿海的马里亚纳海沟，这个深达10924米的世界海洋深处，所经受的巨大压力。值得一提的是，这种石墨烯材料还可以被挤压成其原始大小的5%，且依然能够恢复原来的形态，即便重复1000次，依然完好无损。因而，石墨烯这种耐高压耐冲击的超硬特性意味着它在未来的研发过程中，或许可以用在防弹衣的内部和坦克的表面作为缓冲垫，以吸收来自射弹（如子弹、炮弹、火箭弹等）的冲击力。在美国科学家的模拟实验中，仅10-100纳米厚的石墨烯，就能够抵御相当于AK47射出子弹速度的冲击力，这就意味着，若“石墨烯防弹衣”能够制成，抵御普通子弹的冲击力将是小菜一碟。

而阻碍石墨烯防弹衣走出实验室走向军事实用的一大障碍，是如何制备高纯度、均匀致密的石墨烯。目前，石墨烯制备的方法主要有气相沉淀法、氧化还原法、机械剥离法，其中气相沉淀法和机械剥离法只能实现小规模试验室研究，氧化还原法是能够实现规模化生产的方式，但是制备的石墨烯存在许多缺陷，不能用于防弹衣领域。

驰飞超声波为此研制超声波纳米制备装置，利用超声波能量制取石墨烯，超声波纳米制备装置以石墨为原料，借助超声波纳米制备装置将其分散在有机溶剂中，超声波在液体中产生的巨大能量，能够促进在一般状况下不会发生的化学和物理反应，它能够破环石墨层间的范德华作用力，更好地实现剥离。与现有技术相比，超声波纳米制备装置所制备的石墨烯具有质量高，性能优异，缺陷少、杂质含量低等优点，尤其该方法是物理过程，保证了石墨烯的性能。此外，超声波纳米制备装置操作工艺简单，合成的石墨烯分散液浓度高且不易聚集的优点，在石墨烯材料军用功能材料领域有良好的应用前景。

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