近日，我國南方多地遭遇2009年以來“冬季最強(qiáng)”的雨雪冰凍天氣，導(dǎo)致部分高速公路封路、鐵路部分列車停運(yùn)，以及超過80個航班取消……適逢春運(yùn)，讓不少旅客的返鄉(xiāng)路途受阻。

相較于路面，強(qiáng)冰雪天氣在人員難以觸及的位置會帶來更為嚴(yán)重，乃至關(guān)乎生命的安全隱患。例如，風(fēng)機(jī)葉片積冰時冰載不一，葉片氣動外形改變，造成發(fā)電功率降低，甚至機(jī)組無法正常啟動。飛機(jī)機(jī)翼結(jié)冰，造成升力嚴(yán)重下降、失速速度變大，對飛行中的飛機(jī)是致命威脅。2009年法航447號航班墜毀，就是由于皮托管結(jié)冰使飛機(jī)未能偵測空速，導(dǎo)致空速表失常，自動駕駛儀關(guān)閉后飛行員操作失誤，最終釀成空難。

風(fēng)機(jī)葉片結(jié)冰或?qū)е聶C(jī)組無法正常啟動

搜救人員打撈法航447號失事客機(jī)殘骸

不出事則已，一出事就是大事。

在長時間難以人工作業(yè)的結(jié)冰環(huán)境中，更需要一種能夠高效、安全、覆蓋廣的主動防除冰材料。BGI自主研發(fā)的蒙烯玻璃纖維，便充當(dāng)了“除冰衛(wèi)士”角色。

蒙烯玻璃纖維是一種新型纖維材料，充分結(jié)合石墨烯和玻纖材料的性能優(yōu)勢，具有優(yōu)異的屏蔽性能（30-50dB）、大范圍可調(diào)方阻（1-5000歐方）、高達(dá)90%的電熱轉(zhuǎn)換效率（升溫速率超過100℃/秒），并與其它復(fù)合材料實(shí)現(xiàn)多種兼容性工藝，在保障功能的情況下集輕質(zhì)、柔性、長效穩(wěn)定等優(yōu)異性能于一體。蒙烯玻璃纖維以其獨(dú)特的力學(xué)、熱學(xué)及電學(xué)性能，助力飛行器、風(fēng)電葉片、鐵路交通等在極端環(huán)境條件下確保設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定和安全。

BGI研制的石墨烯玻璃纖維布

在商用飛機(jī)上，傳統(tǒng)的機(jī)翼前緣防冰方式是利用管道從發(fā)動機(jī)內(nèi)部引入熱空氣，在結(jié)冰機(jī)翼表面內(nèi)側(cè)的流動加熱達(dá)到防冰目的，這樣不僅會使設(shè)計(jì)變得復(fù)雜，還會降低發(fā)動機(jī)的有效推力。雖然金屬噴涂技術(shù)融入了碳纖維和玻璃纖維的多層復(fù)合材料手段，利用電熱防冰替代了氣熱防冰，但此方法長期被國外壟斷。蒙烯玻璃纖維的出現(xiàn)打破了這一壟斷局面，且加熱形式（面加熱）、熱膨脹系數(shù)及面密度相較于金屬噴涂方案更佳，可實(shí)現(xiàn)更快、更便捷的加熱。

飛機(jī)機(jī)翼結(jié)冰

納米厚度(<5nm)的石墨烯材料生長在玻璃纖維織物上，賦予玻璃纖維織物表面高導(dǎo)電性，面電阻從1017歐方提高到可調(diào)的100~4歐方，且面電阻均勻性離散系數(shù)不大于8%，同時保障了原始玻璃纖維織物的輕質(zhì)性（重量增加<0.1wt.%），無需改變原先的玻璃纖維織物與航空樹脂基的復(fù)合制備工藝。

依托蒙烯玻纖優(yōu)異的性能和兼容性，BGI還將挖掘在更多未來場景領(lǐng)域的應(yīng)用。例如，在汽車領(lǐng)域利用蒙烯玻纖快速升溫，并均勻地將熱量傳導(dǎo)到汽車的各個零部件，解決冰雪天氣車輛電子器件因極寒環(huán)境導(dǎo)致的工作不良甚至失效問題。再例如，蒙烯玻纖能讓毫米波雷達(dá)罩（包括激光雷達(dá)）、內(nèi)嵌式門把手，攝像頭鏡頭等關(guān)乎安全的輔助駕駛功能可以繼續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，在保護(hù)駕乘人員安全的同時，讓大家準(zhǔn)時回家團(tuán)圓。

依托在石墨烯領(lǐng)域強(qiáng)大的研發(fā)和生產(chǎn)技術(shù)實(shí)力，BGI將持續(xù)探索蒙烯玻纖在特種加熱場景中的垂直化、多元化應(yīng)用，讓蒙烯玻纖在產(chǎn)業(yè)新動能、新前景里“破冰前行”，落地生根。

來源：北京石墨烯研究院