第1031章石墨烯方案

    盖姆当然要验收这个博士生的成果，然后他就发现这个博士生给他的培养皿底部的石墨斑，足足有10微米厚！
    10微米是什么概念？这相当于1000层石墨烯的厚度！
    他要的是尽可能薄的石墨烯，就算没有达到单层石墨烯的地步，起码也得来个几十层吧？
    结果你给我来了个1000层石墨烯是什么意思？
    盖姆当然不满意，于是便要求博士生继续打磨得更薄一点。
    博士生也直接开摆，他说那你得再给我一块高定向热解石墨。
    关键是就算再给他一块高定向热解石墨，这个博士生也不敢保证自己能打磨到什么程度。
    光是一块高定向热解石墨的成本就在300美元以上。
    盖姆再怎么有钱，也绝对不会让博士生这么去浪费。
    没办法，毕竟以当时的技术来看，想要把高定向热解石墨打磨到原子量级，还是难于登天。
    所以这个博士生干脆撂挑子不干了。
    盖姆只能自己上手干。
    一方面是为了节省成本，另一方面也是表达对自己手下都不满意。
    巧就巧在，在打磨之前他看见了学生在磨石墨时先用透明胶带贴在石墨表面。
    盖姆十分好奇，就询问学生为什么这么做。
    在他看来，这一举动完全没有任何意义，反正最外面的那层都是要被打磨掉的，用胶带粘一下，干什么呢？
    学生却说胶带可以把表面一层脏的石墨撕下来，再用干净的表面来磨，这样会更方便一点。
    学生具体是怎么想的没人知道，但盖姆脑洞大开。
    他突发奇想，把撕过石墨表面的胶带放在显微镜下观察。
    这一看不得了了，盖姆发现这个胶带上的石墨层的厚度，居然比博士生之前辛辛苦苦打磨出来的石墨片还要薄得多！
    不过这胶带上的石墨厚度毕竟不均匀，厚的地方可能会厚很多，但最薄的地方甚至只有几十个原子层厚。
    盖姆注意到，石墨其实具有完整的层状解理特性，理论上来说，的确是可以按层剥离的。
    从这个理论出发，沾过石墨的透明胶带上附著石墨层也并不是什么特别难以理解的事情。
    于是盖姆的骚操作来了。
    他把胶带直接对折，粘一下之后再拉开，结果胶带的两端都沾有石墨层，而且这石墨层又变薄了。
    这个发现让盖姆欣喜若狂，于是他反复多次的重复。
    当胶带上的石墨层薄到只有一个碳原子的厚度时，石墨层也就变成了石墨烯。
    这种只有几层原子厚度的石墨烯，也开启了二维材料研究的新纪元。
    这种全新的材料的制备方法实在简单。
    简单到一个大学生在家里就能够手搓。
    不过如果想要工业化应用，这种制备方法肯定是不行的。
    所以石墨烯这种材料，在当下的价格还是比较昂贵，很难大规模的制备。
    「石墨烯啊，那确实……」
    「等会儿！」
    苏定平眼中精光一闪。
    「你说……石墨烯这种材料，能不能解决我们遇到的问题？」
    苏定平眼眸中的亮光愈发耀眼。
    「我们所需要的隐身涂层的材料，本身就应该能在一定程度上适应，或者说抵御在高超音速之下所要面临的复合极端环境。」
    「如果基底的材料本身的性能就能够达标，我们根本不需要额外的微观结构设计。」
    「这样也不会因为过于精密的结构，导致稍微一遇到点问题，就会出现整体性的崩溃。」
    郭雪云逐渐跟上了苏定平的思路。
    「或者说我们需要的其实是一种基底，一种本身物理和化学性质就足够强悍的地基！」
    「在这座地基上，我们才能够构建出一座宏伟大厦！」
    苏定平连连点头，他迅速地从自己电脑的角度里翻出来了一份论文。
    「我之前看到过一片论文，里面介绍了石墨烯的某些衍生物，在理论上具有极端的热导率、机械强度和化学稳定性。」
    「就是这一份！」
    郭雪云凑了过来，他也回忆起了这种最新材料的一些特性。
    「石墨烯是单层碳原子结果，宏观角度来说，其强度是钢的百倍，热导率极高，化学性质十分稳定。」
    苏定平拿起一支笔在草纸上飞快的演算。
    「没错，理论上来说，如果能有宏观尺寸上无缺陷的单层石墨烯薄膜，用这种薄膜作为涂层的基底或组成部分，其热扩散能力和结构稳定性定然会极为出色！」
    话说到这里，郭雪云突然间丧气了几分。
    「但这只是理论上的说法。」
    「就算我们在实验室做出来的样品真的满足我们的需求，也没办法将其真正的应用到我们的战斗机上面去。」
    原因很简单，大面积，高质量，层数可控且能与其他功能材料稳定复合的石墨烯薄膜制备，是目前世界上都难以解决的难题。
    确切的说，光是制备单层石墨烯就已经足够困难了。
    大规模制备单层石墨烯都尚且仅仅只处于与理论当中，更不要说制造出来苏定平需要的石墨烯薄膜了。
    除此之外，单单只是制备出来石墨烯薄膜还不够，他们还要在石墨烯薄膜上构建需要的吸光纳米结构！
    「化学气相沉积法……可行么？」
    郭雪云皱眉苦思。
    「这也是目前主流的制备方法。」
    苏定平连连摇头。
    「成本高，面积有限好，层数控制难，如果将其转移到复杂曲面基体上，更是容易破损……」
    「这个想法完全可以排除掉。」
    「但不管怎么说，这是一种全新的解决思路。」
    苏定平拍了一下桌子。
    「给所有人发会议通知，我们现在开会讨论一下……不，不需要开会讨论。」
    「跟我去实验室，我们先搞出来一层石墨烯薄膜试试手。」
    郭雪云立马明白了苏定平的意思。
    现在用石墨烯解决隐身涂层只是一种解决思路，并不代表石墨烯薄膜就能够完全解决他们遇到的难题。
    在确定石墨烯薄膜能够解决他们遇到的难题之前，还是先不要让大家抱有无所谓的希望比较好。
    等到他们已经验证过石墨烯薄膜，的确能够解决目前的难题，才是讨论该如何制备石墨烯薄膜的时候。
    三天之后，苏定平那疲惫的脸上终于露出了一抹笑意。
    实验结果十分理想，毫不夸张地说，石墨烯薄膜就是解决他们遇到难题的关键。
    也不怪苏定平之前没有想到这种新型材料。
    毕竟这种新型材料也是最近这几年才崭露头角的，这种材料甚至还没有大规模的出现在市面上。
    「通知下去，我们现在开始开会讨论该如何制备我们所需要的石墨烯薄膜。」
    ……
    会议开了三天三夜，光是清扫出来的烟灰都足以装满一个大大的垃圾桶。
    无数人挠破了脑袋。
    如果只是单纯的搞一些实验性质的材料将其应用在战斗机上，那根本没有任何难度。
    反正不用考虑成本，造就完事儿了。
    可如果真的要应用在大规模生产的战斗机上，成本问题就是不得不考虑的一环。
    以现在的制备技术来说，每架战机上所需要用到的石墨烯薄膜的成本将会是一个惊人的天价。
    换句话说，不是不能搞，而是搞出来成本太高，没有什么意义。
    稍微擦著碰著就是几十万美元的损失，这种成本损耗，谁都承担不起。
    「如果说工艺上走不通，我们能不能绕过去？」
    一名老工程师突发奇想。
    「其实我们需要的不是完美，独立，大面积的石墨烯薄膜，我们所需要的应该是一种石墨烯的网络……」
    「用一个比较形象的例子来说，我们需要的是钢筋混凝土，而石墨烯就是这个钢筋混凝土里面的钢筋。」
    这个想法让所有人眼前一亮。
    「但问题是该怎么让石墨烯在涂层当中均匀的分散呢？更不要说要让其定向排列，并于机体材料形成牢固的化学键合……」
    苏定平缓缓说道：「不过这个思路的确可以借鉴一下。」
    「今天就先到这里吧，大家都下去好好休息一下，我们明天再来讨论。」
    苏定平摆摆手，催促著众人赶紧回去休息。
    开了这么长时间的会议了，就算是铁人也承受不起这种劳累。
    研究归研究，身体还是要保重的。
    第二天，苏定平赶到会议室之时，会议室内已经是人满为患。
    好不容易看到了希望的曙光，在没有解决这个问题之前，大家都没办法好好休息。
    看著会议室内众人强撑著疲惫讨论的样子，苏定平无奈地摇了摇头。
    「大家先静一静，我想到了一个或许不是办法的办法。」
    叫停正在讨论众人，苏定平缓缓说出了自己的想法。
    「还记得跟我们这个项目一起研发的另外一个模块儿吗？人工智慧系统……」
    苏定平的想法很简单，如果人工制备的难度实在是太高，那能否写出一个智能模块，专门用来解决这种高难度材料的制备问题。
    「我听说我们国家自己的超级计算机已经可以正式投入使用了，人工智慧算力这方面或许可以用超级计算机的解决。」
    这个时间点上龙夏部落的超级计算机的确是已经研究成功，只不过还未对外公布。
    苏定平这个想法只能说很大胆，但并不是没有可能。
    在场的众人都被苏定平的这个想法给惊呆了。
    「但这种时间尺度在纳秒级别的复杂体系，还有高温高速下的演化，计算量是不是有点……」
    有人迟疑道。
    但凡对相关流程稍微有点了解的人，都知道用人工智慧来精确的控制制备的每一个过程，是多么天方夜谭的事情。
    「我们并不需要人工智慧精确的控制整个过程。」
    苏定平的手指轻点桌面。
    「我们只需要设计一整套制备流程，然后用人工智慧来进行筛选……」
    确切的来说，苏定平所提供的思路有点类似于用光刻机制造晶圆的过程。
    整个过程并不是精密的制造过程，而是一个筛选的过程。
    在制备过程当中，不合格的晶片会被筛选掉，合格的晶片会被当成高端产品来出售。
    所以在这个制备的过程当中，他们所需要控制的只是最后的筛选过程，而非整个制备过程。
    虽然这么做会导致成本依旧很高，但这也是一个不是解决办法的办法。
    如果能够严格的控制整个工艺流程，成本虽然高了一点，但整体上来说应该还是可控的。
    而那些副产物，也可以当成次一级的产品来处理。
    这么算下来，扣掉副产品的利润，成本应该会被压到一个相对来说比较理想的程度。
    「如果一切顺利，我们并不需要长时间的占用超级计算机。」
    「我们需要的，只是利用计算机的算力，来计算出该在什么时候进行什么样的筛选操作。」
    「等到制备的流程规范化之后，只需要在关键的节点进行对应的操作就可以了。」
    「所有的问题都解决了，那我没有意见了。」
    一位院士拍板说道。
    「我支持！」
    「我也支持！」
    「同意，就按照这个办法来！」
    命令下达，整个团队再次高速运转起来。
    材料组的成员们开始疯狂整理和输入所有的实验数据、文献中的材料参数。
    郭雪云则是带领计算团队，与超算中心进行协作，调整材料摹拟模块，构建并设计高效的反向设计和正向筛选算法。
    这是第一次将人工智慧和工艺制备结合在一起。
    海量的计算在「超级计算机数以亿万计的核心上日夜不息地进行。
    一周后，超算部门给出了第一轮筛选出的五个制备方案。
    按照这些制备方案，所制备出来的材料各有各的特点，性能上宏观上来看是相似的，但微观的结构有很大的不同。
    其中一个方案使用了仿生结构，模仿了北极熊毛发和蝴蝶翅膀的微纳结构。
    涂层表层上被设计了一种由垂直排列的碳纳米管和特殊陶瓷构成的微观纳米结构。
    这种结构被用于高效散射和吸收特定波段的光。
    同时，这种结构还可以利用碳纳米管卓越的轴向热导率，将表面热量快速导向内层，而内层则则是由石墨烯片层水平堆迭并形成的热扩散层……(本章完)

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