石墨烯包覆玻纤织物

结构功能一体化

在单根玻璃纤维表面形成共形导电石墨烯包覆层，赋予玻璃纤维织物优异的电学、电磁与电热性能，同时完整保留其原始柔性、力学性能和浸润性，可作为复合材料的功能型增强体直接纳入现有FRP制造工艺，实现结构-功能一体化。

杨帆 · Liang, Fushun · Yuyao, Yang · Wang, Xiaobai · Qi, Yue · 刘忠范

ACS Nano 2026

具体参数

电热响应速率

139.0 °C s⁻¹

防冰功耗

0.1 W cm⁻²

除冰功耗

0.3 W cm⁻²

技术优势

不牺牲力学性能

石墨烯以共形薄层包覆在每根纤维表面，不改变织物原始结构，因此GGFRP的微观质量和力学性能与纯GFRP相当。

直接沿用现有工艺

表面能与环氧树脂匹配，浸润性良好，因此GGFF可以无缝纳入常规的预浸料/热压罐等FRP制造流程。

除冰功耗低

在−30 °C的环境下，机翼前缘除冰只需约0.3 W cm⁻²，属于低能耗方案。

应用场景

• 航空器机翼前缘防除冰：在机翼前缘直接电热防除冰，能耗低于传统电热方案。
• 高性能复合材料：作为功能增强体赋予FRP导电、电热等性能，同时保持原有力学水平。
• 风电叶片除冰：轻质电热织物可贴合叶片曲面除冰，不显著增加重量。
• 轻质电热元件：织物本身即为柔性电热元件，升温快且温度均匀。
• 结构功能一体化碳纤维复合材料：在同一复合材料部件中同时实现承载与电热功能，无需额外加热层。