中国新材料靠光驱动飞行 或用于星际航行

南开大学化学学院的陈永生教授和物理学院的田建国教授领导的研究小组经过三年的研究，已经获得了一种特殊的石墨烯材料。这种材料可以在包括太阳光在内的各种光源的照射下驱动飞行，其驱动力是传统光压力的1000多倍。光动力飞行可能成为可能。

在之前的大量研究中，科学家们试图利用“轻压力”来获得能量。“光压力”是光撞击物体产生的压力。然而，来自轻压力的驱动力非常小，远远不能满足航空和航天的负载要求。陈永生教授等专家开发的石墨烯材料可以在包括太阳光在内的各种光源的照射下有效地驱动飞行。

记者在南开大学教育部功能高分子材料重点实验室看到，研究人员将一种形状像“海绵”的4毫克圆形蛋糕状三维石墨烯材料放入真空管中。在不同光源的“推动”下，“海绵”瞬间水平或垂直移动，最大移动距离达到40厘米。

陈永生说，这种性质是由于石墨烯本身的电子性质和材料特殊的宏观形态和结构的结合。从宏观上看，这种材料可以被视为由大量石墨烯片组成，这些石墨烯片在电子上相互独立，并且通过化学交联形成。因此，一般来说，从大量石墨烯片发射的电子所产生的微小能量的总和可以用来观察光驱动性能，这与传统的化学火箭完全不同。

研究人员说，实验中使用的光源很弱，如普通激光器和氙灯。户外实验发现，阳光也可以驱动石墨烯材料移动，这意味着对驱动光源没有特殊要求，因此可以广泛应用。

“这是我们所学到的。迄今为止，科学界第一次用光来推动宏观对象，实现宏观驱动。”陈永生教授说，通过定量测量，这种石墨烯材料在光照条件下产生的力是传统光压力的1000多倍。“通过计算，如果用这种石墨烯材料制成的驱动帆板承受500公斤的载荷，理论上获得的驱动力至少可以使它达到每秒0.09米的加速度。”

航天器是人类探索宇宙的重要工具，能源问题一直阻碍着人类的进一步发展。目前，几乎所有的航空和航天飞行都是由化学驱动的，即驱动力是通过喷射燃烧的化学物质获得的。多年来，光直接驾驶飞行一直是科学界和航空界的梦想。