顧 健,張曉虎
碳納米(石墨烯)材料作為一種國家戰(zhàn)略性新興材料,因其比表面積大、強度高、導(dǎo)電導(dǎo)熱性優(yōu)異及透光性高等優(yōu)勢,在輕量化材料、動力電池、電磁屏蔽材料、散熱材料等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。目前,碳納米(石墨烯)材料已成為宇航推進領(lǐng)域技術(shù)應(yīng)用所關(guān)注的熱點,并在固體推進劑性能提升與降感、超高溫絕熱阻燃材料改進、內(nèi)外防熱涂層性能提升、高性能樹脂以及有機纖維復(fù)合材料在特種環(huán)境下性能提升等方面初露鋒芒。本刊策劃碳納米(石墨烯)材料在宇航推進領(lǐng)域的應(yīng)用文章專欄,與讀者分享石墨烯制備及其在含能材料、復(fù)合材料中的應(yīng)用進展,本期首次刊載5篇,后續(xù)將連載。
氟化石墨烯(FG)作為一種重要的石墨烯衍生物材料已在介電材料、超潤滑、生物材料、電子器件領(lǐng)域展現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。四川大學(xué)高分子科學(xué)與工程學(xué)院劉向陽團隊簡述了有關(guān)氟化石墨烯(FG)的宏量制備、直接氟化反應(yīng)歷程、應(yīng)用拓展等方面的內(nèi)容;FG有望作為高性能的包覆劑/氧化劑等應(yīng)用于含能材料、固體推進劑等領(lǐng)域,并展望了FG未來研究方向。石墨烯產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用離不開制備工藝的發(fā)展,綠色、規(guī)?;?、高質(zhì)量的石墨烯制備技術(shù)開發(fā)顯得十分重要。中鋼集團南京新材料研究院陳杰團隊概述了基于電化學(xué)法剝離石墨烯制備工藝的最新研究,并闡述了電化學(xué)剝離石墨烯的機制和影響因素;最后論述了其在能源、催化、吸波材料等領(lǐng)域的應(yīng)用情況。
為充分發(fā)揮石墨烯的優(yōu)異特性,以提升碳纖維增強樹脂基復(fù)合材料的力學(xué)性能及電熱傳輸性能,中科院金屬所曾尤團隊綜述了石墨烯在碳纖維增強樹脂基復(fù)合材料結(jié)構(gòu)功能一體化方面的研究進展,重點評述了石墨烯/碳纖維混雜復(fù)合材料在導(dǎo)熱、電磁屏蔽以及雷電防護等方面的研究成果,并展望了該領(lǐng)域的關(guān)鍵問題以及未來發(fā)展趨勢。西工大張秋禹團隊重點介紹了石墨烯在航空航天領(lǐng)域電磁屏蔽材料、導(dǎo)電材料、耐溫材料、能源與器件方面的研究進展,以及石墨烯復(fù)合材料在相關(guān)領(lǐng)域應(yīng)用存在的關(guān)鍵問題,為石墨烯復(fù)合材料在宇航推進領(lǐng)域的應(yīng)用指明了新的方向。
開發(fā)高能量密度、高釋能效率、高安全性特征的新型含能材料是現(xiàn)代武器裝備發(fā)展的迫切需求,沈陽航空航天大學(xué)熊需海團隊從石墨烯的制備及功能化改性出發(fā),綜述了石墨烯及其衍生物對含能材料體系中催化劑、含能組分、氧化劑等組分性能的影響,對石墨烯基材料提升含能材料性能的作用機理進行梳理,指出了含能材料納米化存在的問題及今后研究的重點。
此為本刊聚焦納米碳基材料在宇航推進領(lǐng)域應(yīng)用的專欄序章,旨在為相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)的學(xué)者提供一個快速交流的園地,敬請期待。