科學家稱石墨烯承受子彈沖擊的性能勝過防彈衣材料

　　十年前，人們首次分離出了世界最薄、最強的材料石墨烯，對它進行了上百種用途的實驗，包括電池、夜視鏡、醫學掃描設備、光探測器甚至避孕套。直到今天，這種材料仍不斷帶給我們驚喜。在最近出版的《自然》和《科學》雜志上，英國和美國科學家分別發表新論文，一篇指出石墨烯雖然不透水，卻能讓質子通過，因此有可能用在燃料電池里作超薄濾膜；另一篇稱石墨烯承受子彈沖擊的性能勝過鋼鐵和防彈衣材料。

　　據自然網站近日報道，因發明石墨烯實驗獲得2010年諾貝爾物理學獎的英國曼徹斯特大學材料科學家安德烈·蓋姆說，質子通過石墨烯的能力顯示，石墨烯可以作為把氫氣從空氣中分離的濾網，有助于從燃料電池的氫里獲取電量。他們的論文發表在《自然》雜志上。石墨烯可以作質子過濾膜。

　　燃料電池能把氫氣分解為質子和電子，從而把存儲在氫中的化學能轉化為電力：電子沿外部電線形成電流，質子則通過電池內部的膜流動。目前電池中的膜，如商用納菲薄膜（Nafion）約10微米厚，仍不能完全防止氫泄露，也讓質子無法順暢流動，減損了電力。如有一種超強超薄濾膜，就能一下解決這兩個問題。蓋姆說，這正是石墨烯的優勢。

　　但有燃料電池專家指出，這項研究還在理論論證階段，能否立即應用還要小心謹慎。此外還要考慮怎樣生產出足夠純凈、大片的石墨烯層，成本和壽命等因素。

　　蓋姆小組用石墨烯膜從水中過濾了純凈氫氣。蓋姆說，這種技術還可能從空氣中分離氫氣，“這還屬于推測，不過在發表論文之前，它還在科幻階段。”去年，研究人員證明了一種堆疊的石墨烯氧化膜能產生微小通道，從二氧化碳或氮氣中過濾氫氣。

　　《科學》雜志上的論文稱，石墨烯有望用作防彈衣材料。通過用金剛石探針檢測它的單層抵抗力，人們已知石墨烯屬于世界上最強的材料。最近，美國科學家首次用一種硅石球來射擊石墨烯，檢驗它承受沖擊的能量。他們發現，石墨烯層能在破碎之前迅速分散沖擊力，中斷通過材料的外展波。論文合著者、美國萊斯大學的埃德溫·托馬斯說，這種效應的上限是聲音在材料中傳播的速度，在堅硬輕質的石墨烯中，聲速為22千米/秒，而在空氣中是332米/秒。以石墨烯層為基礎的復合材料及其他輕質高強材料有望成為一種“很有前景的盔甲系統”。

　　英國國家石墨烯研究所商業主管詹姆斯·貝克指出，在所有實驗中，工業合作者最關心的是制造：石墨烯層或含石墨烯的復合材料能否大規模制造，并使產品有過硬的質量和可靠的標準。