石墨烯超薄超轻、强度高、弹性和韧性好的特性，使其现在成为人们心目中理想的防弹材料，各国都在大力研究，以便将其广泛应用到防弹衣领域以及作为坦克装甲车辆的装甲。
目前世界上所研究和试验的用于防弹材料的石墨烯实际上被称为石墨烯海绵，是目前世界上已知的最轻固体新材料，属于一种气凝胶，是以石墨烯为墙壁，碳纳米管为支架，两种材料的水溶液在低温环境下冻干，去除水分、保留骨架，最后形成的一种超轻材料。石墨烯海绵抗压、抗冲击性能非常强，可承受力度超过每平方英寸1.45万磅的外力重击，这几乎相当于马里亚纳海沟这个深达10924米的世界海洋最深处所经受的巨大压力，防护能力比钢材强10倍，比凯夫拉材料强2倍。不仅如此，石墨烯还可以被挤压成其原始大小的5%，且依然能够恢复原来的形态。此外，石墨烯海绵还具有抗重复冲击性能好的有点，在抗击外力重击1000次以上仍能保持稳定性能。由此可见，石墨烯海绵耐高压、耐冲击的超硬特性意味着它将能用在防弹衣的内部和坦克装甲车辆的装甲内部作为缓冲材料，以吸收来自射弹（如子弹、炮弹、反坦克导弹、火箭弹等）的冲击力。在美国科学家的模拟实验中，仅10-100纳米厚的石墨烯海绵，就能够抵御相当于AK-47突击步枪射出的7.62毫米子弹的冲击力。此外，石墨烯海绵制成的防弹衣比现在常见的凯夫拉防弹衣轻得多也柔软得多，因此士兵穿起来更轻便、更舒适，不会对战术动作造成多少影响，也不会过多地消耗士兵的体力。
用于制造坦克装甲车辆的装甲时，石墨烯将像乔巴姆装甲的“三明治”结构一样，外层为钢或铝装甲板，内部为石墨烯海绵填充的装甲垫。央视报道显示，一块300×300毫米见方，外层为铝装甲板、内部填充石墨烯海绵的新型装甲承受住了3发14.5毫米机枪弹的打击。从视频资料可以看到，3发14.5毫米机枪弹都只击穿了最外层的铝装甲板，内部填充的石墨烯海绵却完好无损。（S）
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