納米管和石墨烯的發(fā)現(xiàn)，為更堅(jiān)固、更輕便的材料帶來(lái)了可能。本文中，科學(xué)家將帶領(lǐng)我們發(fā)現(xiàn)更多納米管和石墨烯的實(shí)際應(yīng)用。

    在2015年的紀(jì)錄片“天邊（Sky Line）”中，一些科學(xué)家提出了一個(gè)看起來(lái)遙不可及的設(shè)想：通往太空的電梯。科學(xué)家們預(yù)想了一個(gè)源于空間站的帶狀體，同步軌道衛(wèi)星覆蓋了到地面的所有道路，這些地方都有一個(gè)通往太空的電梯。然而，他們只想到一種足夠堅(jiān)固有可能使他們的設(shè)想變成現(xiàn)實(shí)的材料：碳納米管。碳納米管的支持者吹捧稱(chēng)這種超堅(jiān)固且質(zhì)輕的材料，能在各種方面得到應(yīng)用，其中就包括太空電梯。

    但是，巴特公司為碳基技術(shù)規(guī)劃了了一個(gè)更“接地”的應(yīng)用。

    10月份，Montana Tech宣布：他的兩名員工Dario Prieto和Jack Skinner，連同大學(xué)中心高級(jí)礦產(chǎn)和冶金處理的試驗(yàn)總監(jiān)Ronda Coguill，將會(huì)與Butte建立的sp2nano聯(lián)合測(cè)試一種用于防彈背心的聚合物。

    sp2nano的創(chuàng)始人Hugh Craig表示，他的公司和Coloradp建立的Oaks Technology支付了200,000美元用于這些材料的測(cè)試，這種材料包含碳納米管和石墨烯。

    Craig表示這兩種物質(zhì)非常適用于生產(chǎn)防彈背心，因?yàn)樗鼈兗葓?jiān)固又輕便，是世間少有的防彈材料。

    Craig表示：“我們希望這種材料防彈效果可以提高兩倍量，這意味著這種材料將會(huì)使防彈背心減重一半。 現(xiàn)在的防彈背心只能抵抗手槍等的低速子彈，不能抵抗如AK-47這樣的高速子彈。我們的目標(biāo)就是消滅現(xiàn)存的限制重量參數(shù)。”

    那么碳納米管和石墨烯究竟是什么？

    這些材料都是由石墨烯單元、石墨烯片組成，而這些物質(zhì)你都可以在鉛筆芯中找到。

    石墨是由一系列六邊形組成的，每個(gè)六邊形是由六個(gè)碳原子結(jié)合在一起的。六邊形的偉大之處就是它們可以任意組合成各種形狀。例如，當(dāng)六邊形石墨邊挨著邊單層排列（類(lèi)似于一個(gè)鐵絲網(wǎng)圍欄）便形成石墨烯；石墨烯卷起來(lái)形成圓柱形便是碳納米管。

    Craig 表示石墨烯和納米管的強(qiáng)度源于六角形石墨，但他們還是很小。單層石墨只是一個(gè)原子厚度，一個(gè)納米管比人的一根頭發(fā)還細(xì)10,000倍。

    盡管這些看起來(lái)都很高科技，但Craig 表示，科學(xué)家們首次證明了石墨可以通過(guò)一些很普通的技術(shù)來(lái)排列起來(lái)形成單一的二維平面。

    來(lái)自英國(guó)曼徹斯特大學(xué)的Andre Geim 和Konstantin Novoselov 負(fù)責(zé)這項(xiàng)研究，涉及到的物品你可以在大多數(shù)小學(xué)教室就能找到：鉛筆芯和膠帶。

    Craig認(rèn)為這真的很有趣，并解釋了科學(xué)家們?nèi)绾尾粩嗟赝ㄟ^(guò)用膠帶摩擦鉛筆芯直到只剩最后一層片晶，來(lái)制造出石墨烯。

    值得一提的是，Geim和Novoselov因?yàn)檫@項(xiàng)發(fā)現(xiàn)獲得了2010年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。Craig表示，從那以后，出現(xiàn)了許多石墨烯和納米管聚合物的應(yīng)用，包括電子、聚合物復(fù)合材料和用于創(chuàng)建射頻識(shí)別標(biāo)簽的墨水，Craig表示這總有一天會(huì)取代我們?nèi)缃裨谛∩痰昕匆?jiàn)的笨重條形碼。

    他補(bǔ)充到，他最近正在研究的加固紡織品最后會(huì)在諸如鞋、行李箱、船帆和降落傘等產(chǎn)品上廣泛使用。

    Craig還表示，由石墨烯和碳納米管制成的材料是世界上最堅(jiān)固的材料。

    “石墨烯是有史以來(lái)強(qiáng)度最高、剛性最好、導(dǎo)熱和導(dǎo)電最佳的材料，”Craig 在sp2nano網(wǎng)站如是說(shuō)到。

    所以，為什么不用他們做防彈背心呢？

    Craig表示，如果技術(shù)測(cè)試的結(jié)果是有利的，下一階段將是尋找融資來(lái)將堅(jiān)固的Kevlar（一種聚酰胺的商品名）用于防彈衣的生產(chǎn)，并開(kāi)始商業(yè)運(yùn)作。

    Craig表示他想象到，當(dāng)sp2nano致力于制造這種材料時(shí)，Oaks Technology將會(huì)削減背心產(chǎn)品。他愿意保留織物在巴特公司生意中所占的業(yè)務(wù)，因?yàn)樗咏?Montana Tech，但這個(gè)企業(yè)最終定位還沒(méi)有確定。

    同時(shí)位于丹佛Oaks Technology公司宣稱(chēng)，他們有兩個(gè)前美國(guó)空軍上校為其主要代理：Bart Oaks和他的兄弟Derek Oaks。

    總而言之，他表示石墨烯、納米管和銅有許多相似之處：都能夠?qū)岷蛯?dǎo)電。

    Craig在網(wǎng)站上寫(xiě)到：“100年前，Butte讓世界進(jìn)入電氣化。如今我們有相同的機(jī)會(huì)來(lái)發(fā)展新材料和技術(shù)，這將會(huì)取代銅并定義一個(gè)新世紀(jì)。”

    至于太空電梯，Craig表示等到技術(shù)已經(jīng)可以克服其中的障礙時(shí)，我們將會(huì)相想出可行的辦法去遨游太空。并且，他強(qiáng)調(diào)“這里一切皆有可能。”