佛罗里达州立大学华人科学家王本（音译）和其领导的科研团队成功攻克了纳米材料“巴基纸”实用性难题，这意味着人类将来可以使用更轻巧、更坚固的“巴基纸”来制造“纸”汽车、“纸”飞机甚至是“纸”坦克。

 

    造“纸”新工艺

 

    王本指出，巴基纸的“超强度”源于其基本组成部分——碳纳米管，每个碳纳米管都有独特的曲面结构，而由数以亿计的碳纳米管构成的巴基纸的强度自然惊人。王本说,“如果你有1克碳纳米管，仅仅是1克，当你把这一克重的碳纳米管并列摆好，那么它可以覆盖住一个足球场的三分之二。”

 

    经过艰苦的努力，王本和他领导的研究人员还找到了解决巴基纸结构不稳定问题的方案：将碳纳米管置于强磁场中，碳纳米管就会按固定方向规则地排列，这样就可以使巴基纸的结构更加稳定，从而增加强度。

 

    碳纳米管应用的另一个难题也曾困扰科学家们多年，由于碳纳米管表面极为光滑，很难把它们粘合在一起。而王本和他的团队找到了一种在碳纳米管表面制造一些微小凹陷的方法，利用这些人为制造的凹陷，碳纳米管就更容易被粘合在一起，当然要适当控制凹陷的数量，不能太多。

 

    目前，王本和他的科研小组只能造出中等强度的巴基纸，这种巴基纸的强度只有最新合成材料——IM7强度的一半左右，王本希望在短时间内弥补这种差距。王本指出，“随着科研进度的加快，我希望到2009年年底，巴基纸的强度能达到IM7的水平，而重量只有IM7的35%。”目前巴基纸只能在实验室中生产，但是佛罗里达州立大学已经打出广告寻求商业开发的合作伙伴。

 

    新武器：“纸”坦克

 

    王本认为，再过5年就可以在航空领域使用全新结构的纳米材料。巴基纸会首先应用于飞机的电磁屏蔽领域和防雷击系统。因为电流和一些自然因素（太阳活动、北极光）会影响无线电设备和其他电子元件的正常工作，目前美国空军已经有合同意向，订购这些超过普通防护标准4倍的巴基纸材料。目前的防雷材料主要是铜丝网，用巴基纸替代铜丝网可以减轻重量，并降低耗油量。

 

    巴基纸的另一个主要应用领域是燃料电池，巴基纸可以用来制作电极、电容和电池主体，巴基纸电池无毒，散热性好，比笔记本电脑上使用的石墨电池更轻、更节能，将来可作为石墨电池的替代品大规模普及。更长远的计划是用巴基纸材料制造飞机、汽车和其他设备，军方则更有兴趣用巴基纸来制造装甲车和坦克，以及研发“隐身”（反雷达）材料。

 

    王本对巴基纸的推广十分乐观，他强调，“明年我们的研究可能会有所突破，我们已经打出了商业广告。这些碳纳米管不仅是实验室中的奇迹，也有在全世界推广的潜力，我确信。”

 

    “巴基纸”的由来

 

    “巴基纸”又称“超强度纸”，其外观和其他的A4打印纸没有什么不同。巴基纸是用厚度只有人类头发丝五万分之一的碳分子螺旋管构成的，把同等大小的巴基纸叠放在一起，并用强大的外力将其压合成一个整体，那么就得到了“巴基纸板”，巴基纸板是同体积的钢铁制品重量的十分之一，而强度却是钢铁的500倍。更令人称奇的是，巴基纸不但质量轻，硬度大，而且还具有良好的导电性，可与铜和硅相媲美。除此之外，它的散热性也与铜和钢不相上下。用巴基纸可以造出世界上最轻、最经济的汽车和飞机以及功能最强大的计算机，也可以用作改进电视的显示屏等。

 

    早在1985年，英国科学家哈里·克洛托加入美国莱斯大学的科研小组，致力于“碳”与宇宙（行星）起源的研究。科研小组试图模拟出一个行星的生成环境，科学家们希望通过这种方法揭示出宇宙之源——碳的秘密。科学家在研究中有了一项意外的收获——“碳60分子”（C60），这种碳60分子结构与足球十分相似。在克洛托看来，碳60分子与未来主义者、发明家、建筑大师——巴克敏斯特·富勒最为推崇的“拱形结构”十分相似，于是克洛托就将碳60原子命名为“新巴克敏斯特-富勒分子”简称为“巴基球分子”。巴基球分子是继石墨和钻石之后，人类发现的第三种纯碳分子。克洛托和莱斯大学的同事因此获得1996年度的诺贝尔化学奖。

 

    此后日本物理学家饭岛澄男在美国亚利桑那州立大学研制出一种成熟的“碳纳米管”，而随后斯莫利实验室的研究人员发现可以利用“液体悬浮液”穿过滤筛孔的方法将碳纳米管粘合在一起，制作成一种薄膜形状的——巴基纸。

 

    现在人们已经开始利用碳纳米管制造网球拍和自行车，但是数量都十分有限。因为排列在一起的碳纳米管会出现排斥现象，这就使巴基纸的内部结构十分不稳定，强度也因此受到影响。目前科研人员只生产出了低强度的巴基纸，而且产量很低，造价也过高。