中国又一个材料实现了突破，比全世界最好的钢还要硬百倍，有人说：它将开创21世纪的新材料纪元，给世界带来轻量化的改变。因此，它也成了全球各国的研发新宠，中韩日美德齐上阵。那这个材料是什么？为何能让各国趋之若鹜呢？它其实就是我们今天的主角——石墨烯（图一），石墨烯又称单原子层石墨片，是一种由碳原子形成的蜂窝状平面薄膜，具有优异的导电和热传导性能，导电速度是硅的10倍 导热是金属银的10倍，同时还具有很好的韧性，是目前已知强度最高的材料之一，比全世界最好的钢还要硬百倍，正因如此，石墨烯在超轻型飞机材料的应用上发挥了重要作用。随着低碳减排理念的深入人心，轻量化也成为了高端装备的发展方向，因此，低密度、易加工的铝合金得到了广泛应用，我国的国产大飞机C919当然也不例外。用铝锂合金为自身减重，在机体结构中占比达到了7.4%，然而铝锂合金虽轻但却极易变形，这主要是因为铝合金的强度不够，密度为2.63～2.85g/cm3，强度为110～650兆帕，但是要想不易变形，强度一般需要达到850兆帕往上，于是，工业界就开始通过添加各种材料来增加强度，石墨烯和碳纳米管凭借着卓越的力学功能脱颖而出。他们的密度只有钢材的1/6，强度却达到了25万兆帕，是铝合金强度的三百倍还要多，因此只需要在铝合金中添加少量的碳纳米管及石墨烯，就可以极大提高其强度和刚度，但是因为石墨烯的厚度还不到头发丝的十万分之一，要想把它一片一片在铝合金中分散开又不损坏，极其困难。那我国科研人员是如何解决这一困难的呢？张荻教授（图四）带领团队在自然中寻找灵感，发现了贝壳拥有天然的叠层结构，由于其外形符合力学原理，所以它以最少的材料构建出了十分坚硬的外壳。我国科研人员根据此灵感，创新出了微纳叠片粉末冶金技术（图五），就是先将铝制成微纳片状粉末，再与碳纳米管和石墨烯在微观尺度下形成砖块，然后像垒墙一样形成叠层结构，历经700多个日夜，终于在2019年4月，第一批大规模烯碳铝合金开始生产。据悉，烯碳铝合金从技术制备到生产设备具有完整的自主知识产权，替代了现有铝合金构件 预期减重可达10%-30%，轻量化效益十分显著，在此基础上，还可以研制出薄、轻、拉伸性好和超强韧的新型材料，用于制造汽车、飞机和卫星，在未来会有很大的发展前景，因此也不难理解各国会对石墨烯材料趋之若鹜了。