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石墨(mo)烯是一種由碳原(yuan)子組成的平面薄膜(mo)，只有(you)一個碳原(yuan)子厚度，幾乎完(wan)全透明。石墨(mo)烯復合材料具(ju)有(you)強度高(gao)、韌性(xing)好(hao)、導電(dian)(dian)、導熱性(xing)能優異等特性(xing)，在航(hang)空航(hang)天、電(dian)(dian)子、船舶、新能源、環(huan)境凈化等領域具(ju)有(you)廣闊的應用前(qian)景(jing)。

圖1：石墨烯原子(zi)結構

中航(hang)工(gong)業高(gao)度關注石(shi)(shi)墨(mo)烯等顛(dian)覆性(xing)(xing)新材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)對傳統(tong)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響，以及新型材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)對先(xian)進裝(zhuang)備(bei)發展(zhan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)促進作用(yong)。為推進相(xiang)關領(ling)(ling)域科技創(chuang)(chuang)新，中航(hang)工(gong)業打(da)破固有研(yan)發體制(zhi)束(shu)縛，打(da)造(zao)了(le)以年輕(qing)博士為主的(de)(de)(de)(de)(de)(de)多學科交叉、技術(shu)(shu)體系完整、創(chuang)(chuang)新研(yan)究(jiu)與應(ying)用(yong)研(yan)究(jiu)為一體的(de)(de)(de)(de)(de)(de)創(chuang)(chuang)新團隊，為推進新技術(shu)(shu)研(yan)發和(he)工(gong)程(cheng)應(ying)用(yong)奠定了(le)基(ji)礎(chu)。十年來，中航(hang)工(gong)業沿著從(cong)實(shi)驗(yan)室研(yan)究(jiu)到工(gong)程(cheng)化研(yan)究(jiu)，再到批產技術(shu)(shu)研(yan)究(jiu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)路(lu)徑，系統(tong)掌(zhang)握了(le)高(gao)品質(zhi)石(shi)(shi)墨(mo)烯納米片、功能(neng)(neng)化石(shi)(shi)墨(mo)烯和(he)石(shi)(shi)墨(mo)烯薄膜的(de)(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)業化制(zhi)備(bei)技術(shu)(shu)。緊抓“創(chuang)(chuang)新驅動、需求牽引”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發展(zhan)思路(lu)，圍繞“加(jia)快基(ji)礎(chu)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)升級換代”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)主題，針對現有傳統(tong)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)不足，充分(fen)發揮石(shi)(shi)墨(mo)烯在(zai)(zai)力學性(xing)(xing)能(neng)(neng)、電學性(xing)(xing)能(neng)(neng)和(he)熱學性(xing)(xing)能(neng)(neng)方面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)優(you)勢，在(zai)(zai)國際(ji)上首次提出了(le)石(shi)(shi)墨(mo)烯隱身材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)、石(shi)(shi)墨(mo)烯防彈材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)等概念(nian)，研(yan)究(jiu)范圍涵蓋了(le)包括金屬(shu)、非金屬(shu)等在(zai)(zai)內(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)22類新材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)，在(zai)(zai)我國軍事裝(zhuang)備(bei)、新能(neng)(neng)源交通工(gong)具(ju)和(he)環(huan)境友(you)好(hao)裝(zhuang)備(bei)等領(ling)(ling)域展(zhan)現出良好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)前(qian)景(jing)。目前(qian)，第一個石(shi)(shi)墨(mo)烯產業化公司已落(luo)戶(hu)天津。

在環境凈(jing)化(hua)材(cai)(cai)料(liao)(liao)領(ling)域(yu)，中航工(gong)業已研制(zhi)出一系列(lie)超輕、強吸(xi)附(fu)、高過(guo)濾(lv)的(de)(de)(de)石墨烯(xi)海綿、石墨烯(xi)氣(qi)凝膠和石墨烯(xi)纖維多孔材(cai)(cai)料(liao)(liao)等(deng)石墨烯(xi)基(ji)復合材(cai)(cai)料(liao)(liao)。實(shi)驗(yan)數據(ju)顯示，每1克這類材(cai)(cai)料(liao)(liao)能吸(xi)附(fu)超過(guo)100毫克甲(jia)醛、二氧化(hua)硫、氨(an)氣(qi)等(deng)有(you)毒有(you)害(hai)氣(qi)體，或吸(xi)附(fu)超過(guo)20克對(dui)甲(jia)基(ji)藍(lan)、四(si)氯化(hua)碳等(deng)有(you)機污(wu)(wu)染物，對(dui)于造成(cheng)嚴(yan)重污(wu)(wu)染的(de)(de)(de)煙氣(qi)混合排放物也(ye)具有(you)良好的(de)(de)(de)吸(xi)附(fu)效果。應用這類材(cai)(cai)料(liao)(liao)可制(zhi)成(cheng)用于空(kong)(kong)氣(qi)凈(jing)化(hua)裝置的(de)(de)(de)空(kong)(kong)氣(qi)過(guo)濾(lv)芯(xin)、海上(shang)油(you)污(wu)(wu)處(chu)理的(de)(de)(de)吸(xi)油(you)氈、煙道(dao)除塵(chen)凈(jing)化(hua)的(de)(de)(de)布袋除塵(chen)器(qi)或濕(shi)式除塵(chen)器(qi)濾(lv)芯(xin)等(deng)。石墨烯(xi)吸(xi)附(fu)材(cai)(cai)料(liao)(liao)可多次回收利用，在空(kong)(kong)氣(qi)凈(jing)化(hua)、油(you)污(wu)(wu)處(chu)理、煙氣(qi)吸(xi)附(fu)領(ling)域(yu)具有(you)廣泛的(de)(de)(de)應用前景(jing)。

在(zai)電(dian)池材料(liao)領域，中航(hang)工業采(cai)用石(shi)墨烯納(na)米(mi)片、碳納(na)米(mi)管和(he)導(dao)電(dian)炭黑三(san)元復(fu)合(he)，開發出具有超(chao)大比表面積、超(chao)高導(dao)電(dian)性能、超(chao)多活化點的復(fu)合(he)導(dao)電(dian)漿料(liao)，實現(xian)了電(dian)導(dao)率可控和(he)高穩定性。這種導(dao)電(dian)漿料(liao)有效解決了鋰離子電(dian)池正極材料(liao)導電性(xing)差、電池低(di)溫性(xing)能下(xia)降等問題(ti)，顯著提高了電池循(xun)環性(xing)能。石墨(mo)烯應用(yong)在高能量密度(du)(du)和(he)高功(gong)率密度(du)(du)的(de)鋰離子電池中，有(you)助于(yu)鋰離子(zi)電池(chi)和清潔能源動力電池(chi)等產(chan)業的升級發(fa)展。

在導電(dian)(dian)材料(liao)領域，中(zhong)航工業通過將石墨烯納(na)米片添(tian)加(jia)到鋁合(he)金(jin)、銅(tong)合(he)金(jin)、鈦合(he)金(jin)和高溫合(he)金(jin)等中(zhong)，增(zeng)加(jia)其(qi)拉(la)伸強(qiang)度(du)和韌性(xing)，使合(he)金(jin)的熱(re)導率(lv)、導電(dian)(dian)性(xing)等功能特(te)性(xing)得到優化(hua)。目前，該研究中(zhong)心已突破(po)石(shi)(shi)墨烯(xi)鋁(lv)(lv)導(dao)體(ti)設(she)計(ji)及(ji)制(zhi)(zhi)備(bei)技術，制(zhi)(zhi)備(bei)出(chu)同時兼具鋁(lv)(lv)合(he)(he)金導(dao)線強度和純鋁(lv)(lv)電(dian)(dian)導(dao)率的新一代石(shi)(shi)墨烯(xi)鋁(lv)(lv)導(dao)線；突破(po)石(shi)(shi)墨烯(xi)銅觸(chu)頭和石(shi)(shi)墨烯(xi)復合(he)(he)銅導(dao)線的設(she)計(ji)及(ji)制(zhi)(zhi)備(bei)技術，有望在相同輸電(dian)(dian)能(neng)力前(qian)提下大(da)幅降(jiang)低高壓(ya)導(dao)線銅材用量；突破(po)石(shi)(shi)墨烯(xi)半導(dao)電(dian)(dian)材料(liao)設(she)計(ji)及(ji)制(zhi)(zhi)備(bei)技術，制(zhi)(zhi)備(bei)出(chu)了(le)同心(xin)高壓(ya)導(dao)線用半導(dao)電(dian)(dian)屏蔽(bi)材料(liao)。以上原(yuan)創性技術都已形成發明(ming)專利、材料(liao)標(biao)準和工藝規范等(deng)成套技術文(wen)件，為實現(xian)石(shi)(shi)墨烯(xi)技術在電(dian)(dian)線電(dian)(dian)纜材料(liao)上的系列化應用奠定了(le)技術基礎。

圖2：石墨烯的(de)添加對鈦(tai)合(he)金導熱系數(shu)的(de)影(ying)響(xiang)

在(zai)電(dian)子封裝材(cai)料領域，中航工(gong)業(ye)通過將石墨烯納米片添加到鋁(lv)合金中(zhong)，開發出(chu)了(le)線膨脹系數可控的新(xin)一代(dai)高性能電子(zi)封裝材料。與傳統(tong)的鋁(lv)-硅合金相比，這種材(cai)料的導熱(re)性能(neng)提(ti)升1倍以上，強度(du)提(ti)升90%；與(yu)鋁-碳(tan)化(hua)硅材(cai)料(liao)相(xiang)比，導熱(re)性能(neng)提(ti)升50%，價格(ge)降低一半。這(zhe)種材(cai)料(liao)可用于雷(lei)達收發模(mo)塊封裝(zhuang)、大功率半導體(ti)器(qi)件底板等(deng)，對(dui)相(xiang)關(guan)產(chan)業的(de)技術升級具有(you)重要意義。

下(xia)一(yi)步，中(zhong)航工業將(jiang)在石墨烯(xi)材料領域持續開展自主創新研究，并進一(yi)步拓展石墨(mo)烯在(zai)航空航天、能源、電子和生物等領域的應用，未來有望形成(cheng)多個產業集群，給(gei)相關新材料領(ling)域帶來革命(ming)性的變化。

同時，國資委將進(jin)一步跟蹤石墨烯(xi)及其(qi)復(fu)合材料(liao)技術(shu)研究進(jin)度，推(tui)動中央企業積極參與應用推(tui)廣，促進(jin)相關產業發展和中央企業轉型升級(ji)。