多个军事强国大力研发石墨烯防弹衣 比钢铁强10倍

据《解放军报》官方微博@军报记者4月29日报道，军事强国近年来纷纷用石墨烯代替凯夫拉、芳纶等材质，着手打造新型铠甲防护装具。该物质广泛应用于电池制造、医学扫描设备、光电探测等领域。实验数据显示，石墨烯可迅速分散冲击力，并能中断通过材料的外展波，承受冲击的性能远胜钢铁和凯夫拉等材质。而目前 中国已经突破了石墨烯制备技术，可以在一小时内制备单层石墨烯。

据外媒《技术时报》（TechTimes）报道，研究石墨烯防弹衣的科学家表示，石墨烯制成的防弹衣拥有2倍于现有防弹衣技术（凯夫拉纤维）的防护能力。美国莱斯大学的研究人员进行了一次微观弹道测试，以一颗微小的硅粒以3000米/秒的速度射向单层石墨烯，发现这种蜂巢形结构的材料可有效分散动能，其能力比钢材强10倍。

这次实验中硅粒的初速达到了步枪的3倍，测试证明，如果在宏观层面应用石墨烯拥有非常强大的防弹能力。

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迷你弹道试验的示意图

电子显微镜显示，石墨烯吸收了撞击的能量，本身变形成一个圆锥的形状，并向多个方向外扩散，在一定半径内碎裂。研究人员的领导着李杰黄（音）表示，这个碎裂的过程是单层石墨烯的弱点，但即使如此它也比凯夫拉强2倍，比钢铁强10倍。

目前石墨烯依然不能单独制成强有力的材料，但是能以多层编织到复合结构中，这样就能制止其受弹击后向外碎裂的过程。

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石墨烯管纳米结构图

被弹头击中后，能量波在石墨烯表面快速传递，速度达到在钢铁上的3倍，这表明石墨烯能迅速吸收子弹的能量。

背景资料：

石墨烯（Graphene）是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材料。石墨烯一直被认为是假设性的结构，无法单独稳定存在，直至2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯，而证实它可以单独存在，两人也因“在二维石墨烯材料的开创性实验”为由，共同获得2010年诺贝尔物理学奖。

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石墨烯结构图

石墨烯目前是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光；导热系数高达5300 W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过15000 cm2/V·s，又比纳米碳管或硅晶体（monocrystalline silicon）高，而电阻率只约10-6 Ω·cm，比铜或银更低，为目前世上电阻率最小的材料。因为它的电阻率极低，电子跑的速度极快，因此被期待可用来发展出更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。由于石墨烯实质上是一种透明、良好的导体，也适合用来制造透明触控屏幕、光板、甚至是太阳能电池。