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石墨烯旗舰计划将欧洲顶尖的研究人员和公司聚集在一起，讨论石墨烯在航空航天、汽车和能源工业中增强复合材料的使用。这个多学科团队包括来自学术机构、商业企业以及大型运输终端用户行业的研究人员。他们指出，将石墨烯及其相关材料(GRMs)整合到纤维增强复合材料(FRCs)中，在提高重量和强度方面具有巨大潜力，并有助于克服这些复合材料在飞机、汽车、风力涡轮机等领域应用的瓶颈。目前，交通运输业占全球能源需求的近三分之一，是城市地区污染和温室气体排放的主要来源。因此，石墨烯的旗舰科学家们正不断尝试开发新材料，以降低燃料使用和二氧化碳排放，帮助减轻环境破坏和气候变化。

石墨烯复合材料是一种轻质材料，在汽车框架中有着巨大的应用潜力。它们是通过将厚度只有十亿分之一米的石墨烯薄片作为纳米添加剂引入分层纤维复合材料中而制成的。分层纤维复合材料是一种复合材料，在这种复合材料中，不同尺寸的部件以可控的方式组合在一起，以显著提高机械性能。它们通常由微米或中观的碳纤维组成，只有百万分之几米厚，附着在聚合物基体上，它们已经被用作制造各种形状和大小车辆的材料。

石墨烯的高展弦比、高柔韧性和机械强度使其能够增强这些复合材料的薄弱点的强度。其可调的表面化学也意味着与碳纤维和聚合物基体的相互作用可以根据需要进行调整。纤维、聚合物基体和石墨烯层共同作用来分散机械应力，从而使材料具有更高的强度和其他有益的性能。

但要考虑的问题还有很多。例如，飞机每次起飞和降落时，都会经历20°C到-40°C之间的温度变化，在压力和湿度上存在巨大的差异。因此，石墨烯复合材料需要经受住机身内部的水冷凝甚至冻结。他们还需要忍受每月数次的雷击，因此必须利用石墨烯的导电性能来创建一个能抵抗电磁脉冲的导电框架。在汽车上，新的结构材料必须能够承受碰撞测试，并且足够轻，以确保燃料效率。

研究人员和用户最终走到一起

论文作者之一、Nanesa总裁FrancescoBertocchi认为，石墨烯结合的FRCs确实可以用于车辆设计，并为交通行业创造了具有许多基本特性的新复合材料。“多亏了石墨烯旗舰，Nanesa与许多合作伙伴密切合作，创造了许多不同的原型。这些特性包括阻燃性、水蒸气吸收屏障、高导电性和导热性以及电磁干扰屏蔽。我们还集成了用于除冰和防冰的热阻系统。

石墨烯旗舰合作伙伴空客和菲亚特-克莱斯勒汽车公司，世界领先的航空航天和汽车工业，评估了石墨烯结合的FRCs对航空航天和汽车工业的影响，并评估了它们的商业可行性。

空中客车公司的材料和工艺工程师TamaraBlanco-Varela解释说，空中客车公司正在努力使这些材料在新的飞机模型中具有可行性。我们都知道，航空行业在新材料或新技术的引进上面临着很大的挑战。空客致力于让石墨烯相关材料尽快飞起来，目前正在逐步建立这种方法。通过选择对航空工业有直接好处的“快速赢”应用，她预计石墨烯集成的FRCs将很快进入市场。

“其中一个例子是在飞机上使用这些材料进行防冰和除冰，空中客车公司将在这项技术的商业开发方面处于领先地位。我们希望它在未来几年内达到高度成熟水平，目标就绪程度在5到6之间。”她说。

石墨烯主要合作伙伴菲亚特-克莱斯勒汽车公司(Fiat-ChryslerAutomobiles)的合著者和研究员布鲁内托马托拉纳(BrunettoMartorana)补充道：“石墨烯有趣的结构特性为设计新型轻质复合材料打开了一扇有趣的窗户。”他解释说，新的轻质复合材料并不一定需要更低的强度和引入安全问题。“必须找到新的方法来增强复合材料的‘耐撞性’——而石墨烯复合材料或许能够填补这一角色，”他继续说。菲亚特-克莱斯勒汽车公司目前致力于新型复合材料的商业化，并将领导一项将这项技术推向市场的新举措。”

一个令人振奋的前景

石墨烯旗舰产品为不同的合作伙伴提供了稳定、清晰、持久的合作伙伴关系。石墨烯旗舰副总监兼论文第一作者VincenzoPalermo评论道。他说：“石墨烯旗舰促使所有合作伙伴频繁互动，定期会面——就像这次会议一样，带着不同动机开始研究石墨烯的合作伙伴走到一起，应对共同的挑战。”

石墨烯旗舰产品的复合材料工作包负责人Galiotis表示，这种合作非常有价值。“这是对石墨烯旗舰和其他领域工作的全面回顾，以确认GRMs的加入为航空航天、汽车、能源和休闲行业的许多应用提供了益处。”Galiotis对综述中关于将GRMs加工成复合材料的最佳方法的分析、这对复合材料整体性能的影响以及科学家在寻找高性能复合材料时面临的挑战表示了特别的兴趣。“总的来说，我认为这是复合材料领域的一篇及时的评论文章，所有涉及复合材料开发和使用的各方都应该饶有兴趣地阅读它。”他总结道。

石墨烯旗舰项目的科学技术官员及管理小组主席AndreaC.Ferrari评论道：“这篇论文展示了石墨烯旗舰项目的所有合作伙伴在未来几年将石墨烯复合材料推向市场的领导能力。这再次显示了石墨烯旗舰在其技术和创新路线图上的稳步进展。”