瑞典Grafren AB公司目前正在開發玻璃纖維石墨烯涂層，該涂層可用于多種用途，比如以獲得更輕的產品，比如提供EMI屏蔽，并提高電氣、熱和機械性能等。

與碳纖維相比，玻璃纖維在廣泛的選擇中提供更低的成本，從用于航空航天應用的高質量樹脂注入層壓板到用于熱塑性塑料和注塑的短纖維。碳纖維和玻璃纖維都有各自的缺點。碳纖維價格昂貴，限制了它們只應用于高檔產品。它們也很脆，當施加相當低的沖擊能量時可能會破裂。玻璃纖維具有較低的機械特性，較重，對溫度敏感，不帶電。

Grafren AB團隊成功地采用了一種基于石墨烯薄片直接涂覆玻璃纖維的方法來改善玻璃纖維的性能。傳統的石墨烯涂料或粘合劑涂層方法不適用于玻璃纖維。石墨烯和玻璃纖維必須在納米水平上整合，在纖維表面組裝和排列石墨烯薄片。而該團隊以一種獨特的方式使用石墨烯薄片覆蓋玻璃纖維。由此產生的涂層類似于蛇皮，纖維表面排列著許多薄片，彼此重疊。此前，該團隊已經使用相同的方法成功地演示了輕質柔軟的電子紡織品——導電織物的制造。

石墨烯涂層玻璃纖維vs玻璃纖維

該公司研究團隊通過涂層20多種類型、尺寸和編織幾何形狀的玻璃纖維，精確控制涂層均勻性和導電性，驗證了這種方法。通過改變每根纖維上薄片涂層的厚度，可精確地調整玻璃纖維織物的薄片電阻，從1 MOhm/sq到10 Ohm/sq均可。

不同涂層厚度和不同導電性的石墨烯鍍膜玻璃纖維

可控制的導電性為玻璃纖維增加了令人興奮的功能。例如，涂有石墨烯的獨立玻璃纖維層可以用作復合材料部件內部的電線。當應用到車輛上時，這種材料可以傳輸低電流信號，降低車輛的總重量，并消除了沉重而昂貴的銅線的使用。該公司表示，石墨烯是一個完美的選擇，因為復合材料的機械強度不會受到影響。

其次，石墨烯涂層的玻璃纖維可以屏蔽電磁干擾(EMI)，這是一種保護設備或人類不受外部電磁信號影響的屏障。據觀察，在1 MHz-40 GHz頻率內可控制的EMI屏蔽效率可達60 dB。該功能可能適用于電動汽車的電池盒，由于成本較低，玻璃纖維優于碳纖維。此外，目前金屬箱的重量在90公斤至160公斤之間，使其成為電動汽車最重的部分，而石墨烯基復合材料可以將重量減輕30%至40%。

石墨烯導電性賦予玻璃纖維的另一個重要功能是焦耳加熱——由于電流通過而產生熱量。這可以應用于電動汽車或飛機的內部加熱，以及空中交通工具的除冰功能。

雖然大型和民用飛機擁有相當先進的除冰系統，但小型飛機和無人機在冰凍條件下運行往往具有挑戰性。該公司表示，此次研究的集成石墨烯涂層玻璃纖維，可作為小型飛行器復合結構頂層。

雜化復合材料中熱輻射石墨烯鍍膜玻璃纖維層的熱成像。?室溫為18°C;在施加12 V/0.1 A的電力時，已經觀察到清晰而均勻的熱量

此外，根據Grafren公司的測試，石墨烯涂層后，玻璃纖維的導熱性提高了約100倍。這種功能對于某些應用是非常可取的，例如發動機和電機，在這些應用中，必須通過復合材料結構有效地去除多余的熱量。石墨烯的導熱性將熱量傳播到環境中。這是一個極其重要的功能，特別是與EMI屏蔽相結合時。

裸露的玻璃纖維在1500°C的燃氣燃燒器點火下熔化6秒后，而石墨烯涂層的玻璃纖維能夠承受120秒。簡單地說，一個覆蓋著石墨烯涂層玻璃纖維的電池盒可以讓著火的電動汽車上的乘客多出20倍的時間離開汽車——因此，存活的幾率也更高。

最后但并非最不重要的是，玻璃纖維石墨烯涂層對機械性能有積極的影響:復合材料的抗沖擊性提高了200%。這可能會使玻璃纖維用于沖擊能量阻尼的產品重量減半。

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