南開大學(xué)化學(xué)學(xué)院陳永勝教授和物理學(xué)院田建國教授領(lǐng)導(dǎo)的科研團隊經(jīng)過3年的研究，獲得了一種特殊的石墨烯材料，這種材料可在包括太陽光在內(nèi)的各種光源照射下驅(qū)動飛行，其獲得的驅(qū)動力是傳統(tǒng)光壓的1000倍以上，“光動”飛行或?qū)⒊蔀榭赡堋?/p>

在以往的大量研究中，科學(xué)家試圖利用“光壓”獲得動力。“光壓”是射在物體上的光所產(chǎn)生的壓強。然而，來自光壓的驅(qū)動力微乎其微，遠不能滿足航空和航天的負載要求。陳永勝教授等專家研制出的這種石墨烯材料，可以在包括太陽光在內(nèi)的各種光源照射下有效驅(qū)動飛行。

記者在位于南開大學(xué)的功能高分子材料教育部重點實驗室看到，研究人員將一個重為4毫克的形似“海綿”的圓餅狀三維石墨烯材料放置到真空管中。在不同光源的“推動”下，“海綿”瞬間發(fā)生了水平或豎直方向的位移，最大移動距離可達40厘米。

陳永勝說，這一性質(zhì)是由于石墨烯本身的電子性質(zhì)以及這一材料特殊的宏觀形貌結(jié)構(gòu)綜合形成的。宏觀上這一材料可以看做是由無數(shù)個相互電子獨立的石墨烯片構(gòu)成通過化學(xué)交聯(lián)構(gòu)成，因此總體來說，無數(shù)個石墨烯發(fā)射電子產(chǎn)生的微小動力的和就可觀測到光驅(qū)動性能，這完全不同于傳統(tǒng)的化學(xué)火箭。

研究人員介紹，實驗所用光源都較弱，如普通激光、氙燈等，室外實驗發(fā)現(xiàn)太陽光同樣可以驅(qū)動這種石墨烯材料移動，也就是說對驅(qū)動光源的并無特殊要求，因此可以廣泛應(yīng)用。

“這是我們了解到的，迄今為止科學(xué)界第一次用光推動一個宏觀物體并實現(xiàn)宏觀的驅(qū)動。”陳永勝教授說，通過定量測量，這種石墨烯材料在光照條件下產(chǎn)生的力是傳統(tǒng)光壓的千倍以上。“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(qū)動帆板，理論上獲得的驅(qū)動力至少能使其達到0.09米每秒的加速度。”

空間飛行器是人類探索宇宙的重要工具，而動力源問題一直羈絆著人類無法走得更遠。目前幾乎所有的航空、航天飛行均采用化學(xué)驅(qū)動，即通過噴射燃燒的化學(xué)物質(zhì)來獲得驅(qū)動力，光直接驅(qū)動飛行是科學(xué)界和航空界多年的夢想。