科學家研制出新材料讓光動飛行成為可能

經過3年的研究，南開大學化學學院教授陳永勝和物理學院教授田建國的聯合科研團隊，獲得了一種特殊的石墨烯材料。該材料可在包括太陽光在內的各種光源照射下驅動飛行，其獲得的驅動力是傳統光壓的1000倍以上。該研究成果令“光動”飛行成為可能。　

　　“光直接驅動飛行”是各國科學家爭相研究的難題。在以往的大量研究中，科學家試圖利用“光壓”提供動力。“光壓”即射在物體上的光所產生的壓強。光子同時具有質量與速度，具有動量的大量光子照射在物體上產生的光壓會使物體移動，然而，來自光壓的驅動力微乎其微，遠不能滿足航空和航天的負載要求。　

　　陳永勝等專家研制出的這種石墨烯材料，可以在包括太陽光在內的各種光源照射下有效驅動飛行。研究人員介紹，實驗所用光源都較弱，如普通激光、氙燈等。也就是說，這種材料對驅動光源并無特殊要求，因此可以廣泛應用。　

　　實驗發現，光源的波長與石墨烯材料產生的驅動力成反比，即波長越短，材料產生的驅動力越大。“這是我們了解到的，迄今為止科學界第一次用光推動一個宏觀物體并實現宏觀的驅動。”陳永勝說，“通過計算，500公斤的負載，如果利用基于這種石墨烯材料制備的驅動帆板，理論上獲得的驅動力至少能使其達到0.09米每秒的加速度。”　

　　除了觀察到這種光直接驅動飛行外，研究團隊經過大量實驗，提出了一種新的驅動機理，即這種材料在光作用下，通過發射大量的電子獲得了相應的驅動力。這種特殊的驅動是通過電子噴射獲得的，完全不同于傳統的化學火箭。目前，陳永勝團隊正在對這種機理進行進一步的研究和驗證。　

　　最新一期英國著名科普雜志《NewScientists》（《新科學家》）為該成果專門撰寫的評述文章指出，該成果“為石墨烯這種優良材料增添了一種驚人的性能”，“石墨烯海綿可以替代太陽能帆板，用以制造光動力推進系統的航天器”。