南開大學(xué)石墨烯材料的成功開發(fā)

南開大學(xué)石墨烯材料的成功開發(fā)

化學(xué)學(xué)院陳永勝教授和物理學(xué)院田建國(guó)教授經(jīng)過三年的研究，獲得了一種特殊的石墨烯材料，它可以在各種光源下飛行，包括陽(yáng)光。驅(qū)動(dòng)力是傳統(tǒng)光壓力的1000倍以上。光動(dòng)力學(xué)飛行可能成為可能。

在許多以前的研究中，科學(xué)家們?cè)噲D利用光壓力來產(chǎn)生能量。光壓力是光照在物體上產(chǎn)生的壓力。然而，光電壓的驅(qū)動(dòng)力可以忽略不計(jì)，遠(yuǎn)不能滿足航空航天和航天負(fù)荷的要求。陳永生教授和其他專家開發(fā)了這張圖。ENE材料，能有效地驅(qū)動(dòng)包括陽(yáng)光在內(nèi)的各種光源下的飛行。

南開大學(xué)功能高分子材料教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的記者看到，研究人員將一塊4毫克的海綿狀三維石墨烯材料放入真空管中，在不同光源的驅(qū)動(dòng)下，海綿瞬間水平或垂直移動(dòng)，最大距離為40。厘米。

陳永勝說，這種性質(zhì)是由于石墨烯本身的電子性質(zhì)與材料的特殊宏觀形態(tài)和結(jié)構(gòu)的結(jié)合，從宏觀上看，這種材料是由許多相互獨(dú)立的電子和化學(xué)交聯(lián)的石墨烯片組成的。因此，一般來說，可以觀察到許多石墨烯發(fā)射電子產(chǎn)生的微小能量之和，這與傳統(tǒng)的化學(xué)火箭完全不同。

研究人員說，實(shí)驗(yàn)中使用的光源比較弱，如普通激光器、氙燈等。戶外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，陽(yáng)光也可以驅(qū)動(dòng)石墨烯材料移動(dòng)，也就是說，對(duì)驅(qū)動(dòng)光源沒有特殊要求，因此可以廣泛使用。

這是我們第一次知道科學(xué)界用光來驅(qū)動(dòng)宏觀物體，實(shí)現(xiàn)宏觀驅(qū)動(dòng)，陳永勝教授說，通過定量測(cè)量，這種石墨烯材料在光照條件下產(chǎn)生的力是傳統(tǒng)光壓力的一千倍以上。計(jì)算結(jié)果表明，以這種石墨烯材料為基礎(chǔ)的驅(qū)動(dòng)帆在500公斤的載荷作用下，所獲得的理論驅(qū)動(dòng)力可以使其達(dá)到每秒至少0.09米的加速度。

航天器是人類探索宇宙的重要工具，能源問題一直阻礙著人類的進(jìn)一步發(fā)展，目前，幾乎所有的航空航天飛行都是通過化學(xué)手段，即注入燃燒的化學(xué)物質(zhì)來獲得動(dòng)力。光驅(qū)動(dòng)飛行多年來一直是科學(xué)界和航天界的夢(mèng)想。

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