为什么石墨烯能在飞机的隐身性能上派上用场?

作者: cnpim CNPIM 2021年06月09日

  2004年,两位科学家发现了石墨烯,并在2010年获得了诺贝尔物理学奖。
 
  在石墨烯中,一个碳原子与其它三个碳原子连接,组成了完美的蜂窝结构。并且它以原子级别的厚度形式存在,使它能成为二维材料的代表。自发现石墨烯以来,它就在机械、热、电等方面表现出卓越的性能,出现了各种应用场景。石墨烯的导电性非常好,并且它的密度非常低,柔韧性也非常好,这使得它能够成为一种航空材料。
 
  我们知道,当飞机在高空中飞行的时候,被闪电所击中有时候是不可避免的,而高能量的闪电可能会导致飞机设备的损害,对飞行安全造成影响。在以前,飞机的外蒙皮是由金属制成的,这会形成一个法拉第笼,它会屏蔽掉闪电对内部设备的影响,只会在蒙皮留下几个烧蚀点。
 
  但是现在,由于复合材料的迅速发展,许多飞机的铝合金材料被替换成性能更好的复合材料,例如波音787,复合材料的使用让它减重了50%。但是,复合材料毕竟不是金属,无法形成法拉第笼来屏蔽闪电的影响。于是,工程师在复合材料内部增加了一层金属。这种形式的材料很好地应用在民用机上,但是在军用飞机上却不太行。
 
  这是因为,消耗闪电能量所需的金属层具有发射电磁波的缺点,导致了它没法在军事领域的隐身应用上使用。为了弥补这一缺点,石墨烯派上了用场。石墨烯由于其强大的导电性,可以更好的消散闪电的能量,于是工程师在保持其导电性的同时,设计了许多新结构来提高它的隐身性能。
 
  “石墨烯泡沫”是这些新结构之一,它是一种波穿透材料,它能使从各个方向来的雷达波逐渐减弱,不会反射回雷达波信号,从而使其变得隐身。


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