能源是人類賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，并不斷推動著人類社會的持續(xù)進步。進入21世紀后，現(xiàn)代社會飛速發(fā)展，對能源的需求和消耗大量增加，能源與環(huán)境對社會發(fā)展的制約問題也日漸凸顯。核能發(fā)電作為一種新型的清潔能源，具有資源消耗小，環(huán)境影響小，供應(yīng)能力超強等顯著優(yōu)點，越來越受到國際社會的重視，核電成為是許多國家能源戰(zhàn)略的重要選擇，是解決當前世界能源問題的有效途徑之一。但是在核能利用的道路上，核安全問題是我們必須面對的問題。1946年“中子物理學(xué)之父”費米就提出“核技術(shù)的成敗取決于材料在反應(yīng)堆強輻照場下的行為”。

近些年，含有大量界面和晶界的雙金屬納米多層膜材料，可以大幅度減少輻照引起的損傷被廣泛研究和認可，但是這種多層膜的設(shè)計使材料的熱學(xué)性能出現(xiàn)了斷崖式的下降，因此，面對高溫、高輻照的核反應(yīng)環(huán)境，研發(fā)一種兼顧良好導(dǎo)熱性能和抗輻照性能的新型材料成為當務(wù)之急，也是當前研究的一大熱點問題。

最近，武漢大學(xué)肖湘衡教授聯(lián)合美國愛荷華州立大學(xué)XinweiWang教授，結(jié)合單層石墨烯優(yōu)良的導(dǎo)熱性能和鎢具有較低的輻照腫脹特點，設(shè)計了鎢和石墨烯的多層薄膜結(jié)構(gòu)，通過光熱測量技術(shù)測得金屬鎢與單層石墨烯之間的界面接觸熱阻在10-9~10-8Km2W-1數(shù)量級，證實了這種含多層界面的結(jié)構(gòu)對導(dǎo)熱性能影響很小，不會阻礙熱量的傳導(dǎo)。更重要的是，該結(jié)構(gòu)具有明顯的抗輻照性能。通過引入單層石墨烯，不僅可以使鎢納米薄膜順利導(dǎo)出熱量，而且這種結(jié)構(gòu)也可以有效地減少由于核輻照引起的巨大損傷。因此，這種新型抗輻照材料，為核反應(yīng)堆內(nèi)結(jié)構(gòu)材料的選取、改良和升級提供了一種重要的方法和思路。