在材料科學的廣袤星空中，石墨烯氣凝膠正逐漸嶄露頭角，成為一顆備受矚目的新星，尤其是在對材料性能要求近乎苛刻的航空航天領域，其展現出了巨大的應用潛力與變革性力量。

輕質高強，重塑飛行器結構

航空航天領域對材料重量的嚴苛要求堪稱極致，重量的些許降低都可能帶來飛行效率與載荷能力的顯著提升。石墨烯氣凝膠以其極低的密度，宛如材料世界中的 “輕騎兵”，為飛行器結構輕量化帶來了革命性的解決方案。例如，在飛機制造中，將石墨烯氣凝膠應用于機翼、機身等關鍵結構部件，能夠在不犧牲結構強度的前提下，大幅減輕飛機自身重量。據相關研究表明，采用石墨烯氣凝膠增強的復合材料制造飛機零部件，可使部件重量降低 20%-30% 。這不僅能減少燃油消耗，降低運營成本，還能提升飛機的機動性和航程，為航空運輸業帶來更高的經濟效益與運營靈活性。在衛星領域，其優勢更為突出。衛星發射成本高昂，每減輕一克重量都意義重大。石墨烯氣凝膠的應用可使衛星結構重量顯著降低，從而降低發射成本，并且有助于提升衛星的有效載荷能力，為搭載更多先進的科學探測設備創造條件，推動太空探索邁向更深、更遠的宇宙空間。

卓越隔熱，守護飛行器 “體溫”

在航空航天的復雜環境中，飛行器面臨著極端溫度的嚴峻挑戰。無論是穿越大氣層時與空氣摩擦產生的高溫，還是在太空中面對太陽輻射與極寒環境的交替，都對飛行器的熱防護系統提出了極高要求。石墨烯氣凝膠憑借其出色的隔熱性能，成為熱防護領域的 “堅固盾牌”。我國浙江大學高分子學系高超教授團隊制備的高彈氣凝膠，耐熱能力突破了 2000 攝氏度大關，在極端溫度環境下仍能保持穩定性能 。這種氣凝膠可用于制造飛行器的隔熱層，有效阻擋熱量傳遞，保護飛行器內部的精密儀器和電子設備免受高溫損害，確保其在復雜熱環境下的正常運行。在超音速飛行器中，石墨烯氣凝膠的隔熱特性能夠降低機體表面溫度，減少熱應力對飛行器結構的影響，提高飛行器的飛行安全性與可靠性，為實現更快、更高的飛行目標提供堅實保障。

吸波隱身，賦予飛行器 “隱形衣”

隨著軍事航空航天技術的發展，對飛行器隱身性能的需求日益迫切。石墨烯氣凝膠獨特的微觀結構使其具有良好的電磁波吸收性能，能夠有效吸收和散射雷達波，為飛行器披上一層 “隱形衣”。天津大學封偉團隊開發的基于石墨烯的復合氣凝膠（G - PI@F20/CNTx），在室溫環境下經過 1000 次壓縮循環后仍能保持優異的電磁波吸收性能 。將其應用于飛機、無人機等飛行器的隱身涂層，可顯著降低飛行器的雷達散射截面，提高其在戰場上的生存能力和突防能力。在衛星領域，這種氣凝膠也可用于制造具備隱身功能的太陽能電池板等設備，減少衛星在太空中被敵方探測到的概率，增強衛星的安全性與保密性，為國家的空間安全提供有力支撐。

傳感先鋒，開啟智能監測新時代

在航空航天領域，對飛行器狀態的實時、精準監測至關重要。石墨烯氣凝膠具有高比表面積、強吸附能力以及穩定的化學性能，使其成為制造高性能傳感器的理想材料。利用石墨烯氣凝膠制備的傳感器，能夠對飛行器內部的壓力、溫度、濕度、氣體成分等多種參數進行高精度、高靈敏度的監測。例如，在飛機發動機的運行監測中，基于石墨烯氣凝膠的傳感器可以及時、準確地檢測發動機內部的溫度變化、壓力波動以及燃油泄漏等異常情況，為發動機的維護和故障預警提供可靠依據，保障飛機飛行安全。在衛星的健康監測方面，此類傳感器能夠實時反饋衛星各系統的工作狀態，幫助地面控制中心及時發現并解決潛在問題，確保衛星在漫長的太空任務中穩定運行，為太空探索和空間應用的順利開展保駕護航。

展望未來，隨著材料科學技術的不斷進步，石墨烯氣凝膠在航空航天領域的應用前景將更加廣闊。一方面，需要進一步深入研究其制備工藝，降低生產成本，提高生產效率，實現大規模工業化生產，從而推動其在航空航天領域的廣泛應用。另一方面，應加強與其他學科的交叉融合，不斷探索石墨烯氣凝膠與新型材料的復合應用，進一步提升其綜合性能，以滿足航空航天領域不斷涌現的新需求。相信在不久的將來，石墨烯氣凝膠將如同璀璨星辰，在航空航天領域持續閃耀，助力人類在探索宇宙的征程中邁出更加堅實、有力的步伐，開創航空航天事業的嶄新篇章。（來源：山東稀有高科先進技術研究院）