‧ 中國研獲新材料 用光可驅動飛行

[摘要]南開大學研究出特殊石墨烯材料，可在光源照射下有效驅動飛行。

南開大學化學學院

中國南開大學化學學院陳永勝教授，和物理學院田建國教授，領導的科研團隊經過3年的研究，獲得了一種特殊的石墨烯材料，這種材料可在包括太陽光在內的，各種光源照射下驅動飛行，其獲得的驅動力是傳統光壓的1000倍以上，“光動”飛行或將成為可能。

在以往的大量研究中，科學家試圖利用“光壓”獲得動力。“光壓”是射在物體上的光，所產生的壓強。然而，來自光壓的驅動力微乎其微，遠不能滿足航空和航太的負載要求。陳永勝教授等專家研製出的這種石墨烯材料，可以在包括太陽光在內的各種光源照射下有效驅動飛行。

記者在位於南開大學的功能高分子材料教育部重點實驗室看到，研究人員將一個重為4毫克的形似“海綿”的圓餅狀三維石墨烯材料，放置到真空管中。在不同光源的“推動”下，“海綿”瞬間發生了水平或豎直方向的位移，最大移動距離可達40釐米。

陳永勝說，這一性質是由於石墨烯本身的電子性質，以及這一材料特殊的宏觀形貌結構綜合形成的。宏觀上這一材料，可以看做是由無數個相互電子獨立的石墨烯片構成，通過化學交聯構成，因此總體來說，無數個石墨烯發射電子產生的微小動力的和，就可觀測到光驅動性能，這完全不同於傳統的化學火箭。

研究人員介紹，實驗所用光源都較弱，如普通雷射、氙燈等，室外實驗發現太陽光同樣可以驅動這種石墨烯材料移動，也就是說對驅動光源的並無特殊要求，因此可以廣泛應用。

“這是我們瞭解到的，迄今為止科學界第一次用光推動，一個宏觀物體，並實現宏觀的驅動。”陳永勝教授說，通過定量測量，這種石墨烯材料在光照條件下，產生的力是傳統光壓的千倍以上。“通過計算，500公斤的負載，如果利用基於這種石墨烯材料製備的驅動帆板，理論上獲得的驅動力，至少能使其達到0.09米每秒的加速度。”

空間飛行器是人類探索宇宙的重要工具，而動力源問題一直羈絆著人類無法走得更遠。目前幾乎所有的航空、航太飛行均採用化學驅動，即通過噴射燃燒的化學物質，來獲得驅動力，光直接驅動飛行是科學界和航空界多年的夢想。