這一發(fā)現(xiàn)利用氧化石墨烯作為一種有效的輕質(zhì)添加劑，而在實(shí)際的高能應(yīng)用中通常使用微米尺寸的鋁粉(Al)，即直徑為百萬(wàn)分之一米的鋁顆粒。
“因?yàn)殇X（Al）理論上可以釋放大量的熱量（每克多達(dá)31千焦耳），并且由于其儲(chǔ)量豐富而相對(duì)便宜，因此微米級(jí)的鋁粉已被廣泛用于高能量應(yīng)用，”該團(tuán)隊(duì)表示。然而，由于鋁粉光吸收差，它們很難被光學(xué)閃光燈點(diǎn)燃。為了改善點(diǎn)火期間鋁粉的光吸收，經(jīng)常需要與重金屬氧化物混合，這降低了能量性能。
納米Al粉末可以更容易用廣域光閃光燈點(diǎn)燃，釋放熱量的速度比傳統(tǒng)的單點(diǎn)火方法(如熱管點(diǎn)火)要快得多。不幸的是，納米Al粉末非常昂貴。
該小組展示了Al/GO復(fù)合材料作為潛在推進(jìn)劑/炸藥成分的價(jià)值。本研究表明，GO可以通過(guò)光閃光燈有效地點(diǎn)燃Al粉，以更快的速度釋放更多的能量，從而大大提高Al的高能性能，而不需用昂貴的納米Al粉末。研究小組還發(fā)現(xiàn)，可以通過(guò)改變GO含量來(lái)控制鋁粉的點(diǎn)火和燃燒，以達(dá)到預(yù)期的能量輸出。
除了斯坦福小組展示光閃光燈加熱Al/GO復(fù)合材料增強(qiáng)燃燒效應(yīng)外，ARL的物理科學(xué)家戈特弗里德博士還證明，GO增加了Al在微秒刻度上的反應(yīng)量，即百萬(wàn)分之一秒-這一制度類(lèi)似于爆轟事件期間釋放的爆炸能量。利用激光誘導(dǎo)高能材料空氣沖擊(LASEM)技術(shù)，用脈沖激光引發(fā)Al/GO復(fù)合材料時(shí)，Al/GO的放熱反應(yīng)加速了激光誘導(dǎo)沖擊速度超過(guò)純Al或純GO的速度。戈特弗里德說(shuō)，“因此，Al/GO復(fù)合材料除了增強(qiáng)燃燒或爆炸效應(yīng)之外，還具有增加軍用配方的爆炸威力的潛力?！币虼?，這一發(fā)現(xiàn)可用于提高現(xiàn)有武器系統(tǒng)的射程和(或)殺傷力。
鋁熱劑
鋁熱劑是鋁粉和難熔金屬氧化物的混合物。常見(jiàn)鋁熱劑是鋁粉和三氧化二鐵粉末按比例配成呈粉紅色的混合物（比例約為1:2.95），當(dāng)用引燃劑點(diǎn)燃，反應(yīng)猛烈進(jìn)行，得到氧化鋁和單質(zhì)鐵并放出大量的熱，溫度可到2500℃，并發(fā)出耀眼的光芒，能使生成的鐵熔化。鋁熱劑是鋁熱反應(yīng)的重要成分，鋁熱反應(yīng)在軌道焊接等高溫戶外作業(yè)中發(fā)揮重要作用?？捎糜谝l(fā)一些需要高溫的反應(yīng)。
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]]>計(jì)算機(jī)是武器火控系統(tǒng)的核心，其數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)能力決定著彈道計(jì)算和快速打擊的精準(zhǔn)度。石墨烯器件制成的計(jì)算機(jī)速度比硅基微處理器高1000倍達(dá)太赫茲，在裝備設(shè)計(jì)制造模擬、戰(zhàn)場(chǎng)模擬、核爆模擬以及情報(bào)分析有重要意義，另外石墨烯器件還具有尺寸小、耗能低、發(fā)熱量少等特點(diǎn)。為此，美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局早已將開(kāi)發(fā)尺寸更小、計(jì)算能力更快的石墨烯基微電子裝置列入研究計(jì)劃。
目前，石墨烯晶體管尚不能完全用于計(jì)算機(jī)，還需要深入研究克服數(shù)據(jù)開(kāi)關(guān)、石墨烯的工業(yè)加工修飾等各項(xiàng)難題。2015年7月，以美國(guó)密歇根理工大學(xué)為首的研究團(tuán)隊(duì)在陸軍研究實(shí)驗(yàn)室的支持下，通過(guò)將石墨烯與氮化硼納米管雜化組合，創(chuàng)建了一種具有高開(kāi)關(guān)比（比已有的石墨烯開(kāi)關(guān)高幾個(gè)數(shù)量級(jí)）的新型數(shù)字開(kāi)關(guān)材料，為未來(lái)制造更快、更小的計(jì)算機(jī)提供了前提。2015年7月30日，西班牙AIMEN技術(shù)中心的研究人員報(bào)道了利用激光加工石墨烯的技術(shù)，單脈沖激光僅需幾皮秒就能對(duì)石墨烯進(jìn)行快速精確地切割、添加分子或外接官能團(tuán)。另外，美國(guó)海軍研究實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家也利用氫化處理技術(shù)使石墨烯獲得磁性，該技術(shù)可通過(guò)調(diào)節(jié)氫原子的數(shù)量改變磁場(chǎng)強(qiáng)度，在微電子領(lǐng)域有大規(guī)模制備磁性石墨烯的潛力。
石墨烯具有優(yōu)異的光學(xué)性能，經(jīng)加工還可獲得高靈敏度的磁學(xué)、熱學(xué)和力學(xué)特性，是制備新型輕薄傳感器最有潛質(zhì)的材料。
歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家高度重視軍用石墨烯傳感器的研發(fā)。位于美國(guó)麻省理工學(xué)院的士兵納米技術(shù)研究所把利用石墨烯技術(shù)開(kāi)發(fā)具備高靈敏度、可調(diào)光譜選擇性和快速響應(yīng)特性的新一代紅外夜視系統(tǒng)列為研究目標(biāo)。2014年，美國(guó)密歇根大學(xué)研究者將石墨烯夾入鏡片之間，構(gòu)建了一種能捕捉可見(jiàn)光和紅外線的傳感器。鏡片可做成比手指甲更小，結(jié)合于隱形眼鏡中，未來(lái)這種智能隱形眼鏡應(yīng)用于士兵可獲得夜視能力。2015年7月，國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局和陸軍研究實(shí)驗(yàn)室資助美國(guó)東北大學(xué)制備了一種硼、氮、氧摻雜的石墨烯基二維材料，賦予了石墨烯熱敏性和超感光性，有助于開(kāi)發(fā)體積更小、攜帶靈活的紅外熱像儀和超靈敏光探測(cè)器。2015年8月，瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院的研究者宣稱正在開(kāi)發(fā)可拾獲一個(gè)光子的石墨烯超感光探測(cè)器，這種探測(cè)器對(duì)從近紅外到X射線的寬光譜范圍都有響應(yīng)，比常規(guī)的硅基光電探測(cè)器靈敏度高上千萬(wàn)倍，可用于軍用夜視系統(tǒng)、太空望遠(yuǎn)鏡，乃至光量子計(jì)算機(jī)。
石墨烯具有優(yōu)越的力學(xué)性能，在抗彈防護(hù)方面具有廣泛的應(yīng)用前景。2014年，美國(guó)萊斯大學(xué)在國(guó)防威脅降低局的支持下進(jìn)行了石墨烯抗沖擊研究，發(fā)現(xiàn)石墨烯受到硅石球高速?zèng)_擊時(shí)能迅速分散沖擊力，吸收入射能量的能力比鋼強(qiáng)十倍，是凱芙拉纖維的兩倍。將石墨烯與其它輕質(zhì)高強(qiáng)材料復(fù)合，有望獲得高性能輕型裝甲系統(tǒng)。2015年5月，意大利特倫托大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)石墨烯能顯著增強(qiáng)蜘蛛絲的強(qiáng)度，復(fù)合絲可達(dá)天然蛛絲強(qiáng)度的3.5倍，是單兵防彈衣的高性能材料
鑒于石墨烯的輕質(zhì)高強(qiáng)特性和熱、電性質(zhì)，石墨烯還可用于隱身防護(hù)領(lǐng)域。2013年，美國(guó)加州大學(xué)制備了石墨烯基紅外隱身涂層，通過(guò)改變反射光的波長(zhǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)紅外隱身。這種材料可大面積涂覆于結(jié)構(gòu)和平臺(tái)表面，實(shí)現(xiàn)軍事偽裝。另外，歐洲防務(wù)局于2015年6月舉行專題研討會(huì)，聚焦石墨烯在復(fù)合材料防護(hù)體系和自適應(yīng)偽裝涂層方面的應(yīng)用潛力。
總而言之，石墨烯已成為軍事尖端技術(shù)所依托的明星材料，其成果一旦商業(yè)化，將給軍事裝備和民用產(chǎn)品帶來(lái)巨大變革，如石墨烯基超級(jí)計(jì)算機(jī)、微型紅外夜視鏡、超靈敏探測(cè)器和超薄可折疊顯示屏等。
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