这块攥在手里的黑色织物

看上去和普通布料没什么两样

摸起来柔软轻便

对折几次也不会变形

但就是这么一块普普通通的织物

它能扛住飞机引擎的高温

能在寒冷的天气里让地铁座椅快速升温

更能让工业烘干效率提升30%左右

它就是“新材料之王”石墨烯

与玻璃纤维跨界融合的成果

新一代超级材料“蒙烯玻纤”

 

蒙烯玻纤是什么

我们要先从碳元素说起

在元素周期表的118种元素中

碳是当之无愧的“主宰者”

它构筑地球上众多生命的“骨架”

更能以独特的化学键重组

化身金刚石、石墨

直至单层原子厚度的石墨烯

若将石墨比作厚重的典籍

石墨烯便是其中薄薄一页

仅0.334纳米的厚度

相当于头发丝直径的1/200000

却藏着惊人的“能量”

它的抗拉强度是钢的200倍

热导率是纯铜的13倍

电子迁移率更是硅材料的100余倍

透光率达97.7%

这种“薄如蝉翼、坚比钢铁”的特质

让石墨烯成为材料界的“明星”

石墨烯的发现

本身也是一段充满传奇色彩的科学故事

1947年，科学家从理论上预测了它的存在

却因二维材料的热力学不稳定

而无法真正获得它

 

2004年，科学家用胶带反复撕粘石墨薄片的“朴素”方法

意外分离出单层石墨烯

摘得2010年诺贝尔物理学奖

 

在中国，刘忠范院士团队“无心插柳”的创新

让超级材料更添能力

一名学生误将玻璃放入实验炉

竟在绝缘的玻璃表面“种”出了石墨烯

打破了石墨烯只能在金属衬底生长的局限

为后续的材料融合埋下关键伏笔

为何偏偏选择玻璃纤维与石墨烯“联手”？

答案藏在玻璃纤维的特质里

这种由玻璃原料高温熔融拉丝制成的

无机非金属材料

每根纤维仅7微米粗

比头发丝更纤细

却兼具轻质、柔性与耐高温的优势

 

科研团队看中它的“骨架”能力

通过化学气相沉积法

为玻璃纤维“披上”石墨烯“皮肤”

这层“皮肤”不仅牢牢包覆纤维

难以脱落

更赋予其导电导热、电磁屏蔽的“超能力”

如今，全球首台米级宽幅蒙烯玻纤制备系统

已实现年产2万平方米的产能

让实验室里的尖端成果

真正走向了工业生产线

 

这份“刚柔并济”的创新

正在多个领域绽放改变世界的力量

在航空领域

传统机翼除冰依赖笨重的电阻丝

能耗高且影响飞行效率

而蒙烯玻纤以90%以上的电热转化率

面状发热、几秒融冰

仅需附着在机翼前缘

便能守护飞行安全

在风电领域

湖南的风电场已率先应用这项技术

将蒙烯玻纤植入叶片

如智能电热毯般均匀升温

解决了机械除冰、热风除冰的

有效期短、易引雷等痛点

延长风机寿命，提升风电场经济效益

 

在民生领域

北京地铁亦庄线的部分座椅

就夹着蒙烯玻纤发热层

10～30秒内即可升温至40摄氏度

且释放4-15微米波段的远红外“生命之光”

这是太阳光中对动植物至关重要的波段

让温暖与健康同行

当尖端科技褪去“高冷”外衣

走进日常生活

科学的“可能”

就变成了改变世界的“正在发生”

 

石墨烯的“超能”遇上玻璃纤维的“坚韧”

不仅重塑了材料性能的边界

更彰显了中国科研“敢闯敢试”的底气

这份由石墨烯与玻璃编织的未来

正邀请更多人奔赴科技的星辰大海

 

　　《智造未来》系列科普视频每集聚焦一项近年来我国进行科研攻关的关键核心技术，通过专家访谈、实地拍摄、动画演绎等多种形式，结合多样化的表现手法，以技术的演进路线为主轴，通俗阐释其对产业变革、经济发展、社会进步的深远影响，呈现一堂永不落幕的“科学公开课”，吸引更多年轻人奔赴科技的“星辰大海”。

 

出品｜中国科学技术馆

摄制｜光明网

特别鸣谢｜北京市经济和信息化局

北京石墨烯研究院

北京石墨烯研究院有限公司