第599章 恐怖的石墨烯

石墨烯這個名詞對大多數人來說並不稀奇,也有不少人知道它擁有非常棒的性能。

但具體如何,大多數人說不上。

就只說它的力學性能,理論楊氏模量達1.0TPa,固有的拉伸強度為130GPa。

這是什麽概念呢?

楊氏模量的大小標志了材料的剛性,楊氏模量越大,越不容易發生形變。它是沿縱向的彈性模量(不同於水平及其它方向),是彈性模量的一種。

碳鋼的彈性模量為196-206GPa,鋁為68GPa,玻璃為55GPa,縱紋木材為9.8-12GPa,而橫向木材為0.5-0.98GPa左右。

從這些數據對比可以看出來,石墨烯是碳鋼的5倍左右(1T=1024G)。

但它固有的抗拉強度竟然達到130GPA,是我們常見碳鋼材料Q235B的350倍左右,這就很恐怖了。

當然,如果僅僅於此,並不稀罕。

比如玻璃的彈性模量比碳鋼的彈性模量也差不少,但玻璃的韌性並不好。

而石墨烯的韌性非常好,可以彎曲,即具有柔韌性。

在金屬材料界有個認知,越是抗拉強度大,它的硬度就大,韌性就差,即越脆。

石墨烯不屬於金屬材料,本質就是石墨,它是很硬,但它韌性並不差。

所以,它才引起科學界重視。

那麽,如果能夠量產,光憑這個力學性能應用就非常廣了。

獲得諾貝爾物理學獎的科學家曾這樣比喻其強度:利用單層石墨烯制作的吊床可以承載4Kg的重物。

這樣可以估算,如果將多層石墨烯疊放在一起,使其厚度與食物保鮮膜相同的話,便可以承載一輛2噸重的汽車。

一層保鮮膜的厚度大概是0.01毫米,按照這比例估算的話,推算出單層石墨烯大概是0.00002毫米,十萬分之二毫米。

實際上,單層石墨烯要薄許多。

其實,石墨烯一層層疊起來就是石墨。

只不過,石墨中的石墨烯並不連成一起,沒有編制成一張網。

再從其它性能來看,熔點3850℃左右,比金剛石還要高500℃,說明它的穩定性,如果熔點只有幾百攝氏度,比如鋁,高溫情況下將不能使用,這個性能非常重要。

再加上的密度很低,優越的導電性等等,可應用的領域就多了。

不過,它的制造難度非常大,目前只活躍在實驗室中,並沒有實際應用。

星海集團有一個二十人左右的科研團隊,目前累積也投入了一億元科研資金(包括人員成本),在實驗室可以提取出來,雖然水平處於世界一流,但依然沒法量產。

這樣的科研項目組在星海集團有不少,至今做出來的成果只限於實驗室,沒法量產。

沐陽打算研制它,主要應用於超級計算機和柔性材料等。

石墨烯電池方面,它有個優勢,解決了新能源電池充電時間長的問題,充電效率能達到鋰電池的100倍,並且充電循環超過5萬次,同時還避免了穿刺、撞擊時起火風險,並且不需使用鈷、鎳等金屬。

但是,在能量密度方面,就比較差了,按照各國目前實驗室的理論來看,約為每公斤65 Wh,僅為星海集團三元鋰電池能量密度的四分之一。

如果這樣的能量密度用在新能源電池上當然不行,客戶寧願充電時間長一些,但如果能夠解決能量密度問題,接近三元鋰電池的話,而且成本低,那在新能源汽車領域才有市場。

否則,它就是雞肋了。

石墨烯量產都難,想低成本不太可能。

所以,沐陽也沒指望搞什麽石墨烯電池,有那個精力,還不如繼續深入提升三元鋰電池的電池容量。畢竟星海集團在這個行業已經是龍頭企業,也收購了大量原材料。

但不管如何,石墨烯的特殊力學性能作用,使它的應用非常廣泛。

對航天來說,可以減輕許多裝置。

可以應用在防彈車上,使車輛更輕;

也可以應用在戰鬥機、軍艦、坦克、防彈衣上,強度更強,可以整體輕型化。

沐陽打開成就點商店,搜索石墨烯相關的生產制造技術,要求能夠大量生產的。

很快跳出幾十款技術,有單層石墨烯和多層石墨烯技術。

既然有多層石墨烯制造技術,沐陽更傾向於這個,畢竟單層石墨烯太過於薄了,真要投入使用,還是需要進行疊加。

石墨烯的原子間可以透過光子,只要不是很厚,可以說它是透明材料。

比如它可以與布、尼龍疊加,做成防彈衣、輕型防彈頭盔及其它韌性好的工具,比如一把傘,也可以用來擋子彈,也可以用來制造強度非常強悍的柔性曲面屏幕,輕型防彈玻璃,太多太多用處了。

目前制備石墨烯的方法有不少種,比如機械剝離法、氧化還原法、取向附生法、碳化矽外延法、赫默法、化學氣相沉積法等。