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2019国际碳材料大会:未来飞机可能是纸做的?
来源:上海视点 | 编辑:[]2019/11/21 17:22:34    

2003年2月1日,美国哥伦比亚号航天飞机在返回地球时的空难事故,最终调查结论是外层泡沫脱落,在高速运动中碰碎了下方的隔热材料,从而破坏了航天飞机的隔热保护,最终在返回地球的超高温气体摩擦中爆炸解体。

但很少有人留意到,哥伦比亚号是人类制造的首架航天飞机,服役时间是1981年,距离出事的2003年已经长达22年,大概是出租车强制报废年限的3倍。虽然航天飞机的维护保养比出租车要严格得多,但事故的调查结论却依旧指向了维护保养——曾经有多次的调查指出哥伦比亚号存在隔热保护层受损,但因为这架飞机实在是太“皮实”了,也就没人当回事。

“换句话说,哥伦比亚号的事故,不是技术存在缺陷,而是人类的责任心出了问题。”碳材料专家贾春德教授指出。将于11月26日-29日在上海召开的“2019年世界碳材料大会”,他将携研究团队对外公布最新的研究成果和技术应用项目。

对于在大气中以高于声速五倍的速度运行的飞机和航天器,要避免严重损坏,必须配备隔热罩。最早的隔热罩是由酚醛塑料制成的,被称为烧蚀隔热罩,其原理是通过分层燃烧,带走多余的热量来保护航天器。但这些防护罩笨重不灵活,并且在一次使用后必须更换。1970年代,美国率先在航天飞机上使用了陶瓷隔热板技术,这些陶瓷层可以重复使用,但它们仍然庞大笨重,最大的风险是坚硬易碎。

后来就进入到了碳材料和碳纳米时代。目前,全球最前沿的碳纳米科技,已经发展到了匪夷所思的程度。2019年(上海)国家碳材料大会上有关公司提前披露的消息说,现在的碳纳米技术的布基纸,通过将碳纳米管(比人的头发细50000倍的管状碳分子)压成薄片,并一层一层以独特结构压缩起来。而这种碳纳米的纸,重量比钢轻10倍,但强度却高500倍。

而将这种碳纳米纸浸泡在酚醛树脂中,就形成轻巧耐用的材料。它非常薄,但强度很高,抗冲压性能也特别好,可以帮助支撑飞机的结构。科研人员在进行火焰测试时,实验样品在高达1900°C的温度时,依然能够保持高强度和柔韧性,同时还可以顺利将热量散发出去。

目前,碳纳米技术已经广泛应用于飞机机体和部件制造。而在未来,新一代碳纳米材料的成熟应用,必然会再次带来人类航空科技的革命,人们渴望的全透明、超高速、超轻型大型飞机,就会成为现实。

“2019年世界碳材料大会”即将于11月26日-29日在上海跨国采购会展中心召开。届时,150+位全球演讲嘉宾,来自500+企业的5000+行业代表将齐聚2019世碳会。3500平方米的论坛区,五大平行分论坛的130+主题演讲及超级培训,以及碳材料产业大赛和多场workshop轮番上演。同期,在10000+平方米的展区内,160+参展企业,五大特色展区,打造碳材料行业最全面展览会。

据悉,本届碳材料大会的五大平行分论坛分别是:

石墨烯及碳纳米材料论坛

重点关注热管理、电磁屏蔽和复合材料三大应用领域,探讨5G基站和移动终端、大功率LED灯和电子设备的热管理和电磁屏蔽解决方案;交流碳纳米材料在润滑、橡胶、塑料、弹性体和水处理膜等复合材料的应用研究。同时设置针对石墨烯及碳纳米材料传感器领域的Workshop,更深入的交流讨论,帮助参会单位解决实际问题。

电化学储能材料与器件论坛

围绕新能源产业布局、关键技术突破和创新应用案例等方面广泛深入讨论。重点讨论硅碳负极的开发和应用进展、柔性电化学储能的研究进展、碳材料在燃料电池、超级电容器、金属-空气电池和固态电池等新型化学储能体系的创新应用等话题。

碳点学术研讨会

碳点是继石墨烯、碳纳米管和碳笼之后,新一代的创新材料,因其与众不同的荧光特性,碳点在生物成像、发光器件、光电催化和纳米传感等诸多领域有展现出巨大的前景。2019世碳会——碳点学术研讨会将邀请国内外学术专家和企业代表,就碳点全球的研究态势、专利分析、基础科学问题和产业化进程做深入探讨。

碳纤维及其复合材料论坛

一方面是碳纤维制造行业发展迅猛,碳纤维供不应求,国产碳纤维企业全面扩产;另一方面,国产碳纤维巨头企业超低的产能利用率。如何推动国产碳纤维在更多领域的应用是目前中国碳纤维行业面临的巨大难题。未来几年,航天航空、汽车、风电叶片将成为中国碳纤维市场最大的增长点,其中受益于国家大力发展氢能源及燃料电池行业,碳纤维储氢瓶的发展是未来一个热点。

5G时代金刚石的创新应用

除重点关注金刚石传统高端制造业、合成掺杂技术,相关制品应用外,还会聚焦于钻石培育、热管理技术、金刚石半导体器件等前沿高新技术领域的研究探索。另外,针对“金刚石导热散热复合材料的开发及应用展望”以及“培育钻石珠宝市场发展现状及展望”方向,特别设置了两场Workshop,共同探讨新技术、新突破和新发展,开启超硬材料迈向高端领域应用的新时代。

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