前言：现代军事中，战场通信设备的信息化和智能化水平不断提升，这使得作战指挥更加高效和精确。采用先进的电磁屏蔽技术、电磁兼容设计和电磁干扰抑制技术，可以有效降低通信设备受到电磁干扰的影响，保障通讯的可靠性和安全性。同时，还可利用智能化技术提升通信设备的自适应性和抗干扰能力，及时发现和应对电磁威胁，为应对未来战争的挑战做好准备。

一、石墨烯材料特征

墨烯作为一种具有独特结构和优异性能的二维材料，具有许多出色的特性，其中包括其独特的光电特性。石墨烯具有非常高的导电性和热导性，以及优异的光学特性，这使得它在电磁防护领域具有重要的应用潜力。在舰船强电磁防护研究中，石墨烯材料可被用于制备具有优异电磁屏蔽性能的材料。由于石墨烯的高导电性和独特的结构，能够有效地吸收和散射电磁波，从而实现对电磁辐射的防护。通过将石墨烯材料应用于舰船的外壳或设备表面，减少电磁波对舰船内部设备和人员的干扰和伤害，提高舰船的电磁防护能力。根据Kubo公式，单层石墨烯的表面电导率可以用以下公式表示：

上述公式中，其中e为单位电荷量，作为一个基本的物理常数，等于元电荷的大小；代表约化普朗克常数，约化普朗克常数通常用于描述微观领域的物理现象，例如量子力学中的能量和动量；表示角频率，用以描述周期性运动中角速度的物理量；表示弛豫能量，通常指的是在统计力学和热力学中描述系统内部结构松弛过程的能量尺度，通常用于描述分子和凝聚态系统中的动力学性质；T为代表温度，常用于衡量物体的热量状态。温度的单位通常使用摄氏度、华氏度或开尔文等；K_B代表玻尔兹曼常数，数在统计力学中扮演着重要的角色，作为能量与温度之间关系的比例常数，用于将微观粒子的热运动转换为宏观物质的热力学性质；代表石墨烯化学式，常用来描述系统内粒子数变化对系统能量的影响的物理量；与分别代表带内跃迁对石墨烯表面电导率的贡献和带间跃迁对石墨烯表面电导率的贡献，二者共同影响着石墨烯的电子传输性质和导电性能^[1]。

二、舰船强电磁防护技术中石墨烯材料应用研究

（一）石墨烯材料电器件研究

1.晶体生长与制备，石墨烯的制备方法对其电学性能至关重要。常见的石墨烯制备方法主要体现以下几种方法：①机械剥离法，作为最早被发现的石墨烯制备方法之一，通过用胶带反复剥离石墨晶体表面，可以获得单层石墨烯。这种方法制备的石墨烯质量较高，但生产效率低，只适用于实验室规模的制备。②化学气相沉积，高温环境下，通过在金属衬底上加热石墨固体并注入碳源气体，可以在金属表面上沉积形成石墨烯薄膜，可实现大面积生长，适用于工业规模生产。③化学还原氧化石墨烯法，将氧化石墨烯还原成石墨烯，通常通过化学还原或热还原的方式实现，能够在液相中制备石墨烯，适用于柔性电子器件的制备。

2.电场效应晶体管：石墨烯因其优异的载流子迁移率和电子迁移速度，被认为是一种非常有潜力的电子器件。石墨烯可实现快速的电子传输，具有高频响应速度和低功耗特性，适用于高性能的电子器件中。石墨烯作为半导体材料的通道层，载流子可在其表面自由移动，实现高速的电子传输。此外，石墨烯的开关特性也非常优异，可以实现快速的开关操作，适用于高频电路和低功耗电子器件的制造。

3.光电器件，石墨烯的独特光电特性使其成为理想的光电器件材料。石墨烯具有极高的光吸收率和快速的载流子响应速度，为制备各种光电器件提供了良好的基础。

4.传感器，石墨烯的表面灵敏度高、化学惰性和生物相容性使其成为优异的传感器材料。石墨烯传感器在气体传感、生物传感、化学传感等领域具有广泛的应用前景。如石墨烯传感器可以通过吸附气体分子导致的电学特性变化实现气体传感。由于石墨烯的高表面灵敏度和大比表面积，可以实现对各种气体的高灵敏度检测，如挥发性有机化合物、气体污染物等^[2]。

（二）石墨烯材料电器件设计

强电磁武器技术的发展确实给舰载卫星通信接收机等射频前端装置带来了挑战，因为其辐射波形的多样化和场强分布密集会对这些设备造成干扰甚至损坏。为应对这一挑战，施工人员可考虑以下措施：①优化射频前端装置的设计，增强其抗干扰能力和抗损坏能力，采用抗干扰技术和辐射抑制技术。②加强电磁兼容性测试，确保射频前端装置在复杂电磁环境下依然能够正常工作。③部署电磁干扰监测系统，及时监测并定位强电磁干扰源，采取相应措施进行干扰消除。④提高通信系统的频谱管理能力，避免频段冲突和干扰。⑤加强对设备操作人员的培训，提高其应对电磁干扰事件的能力。

常见的石墨烯材料电器件设计主要设计以下几方面：① 石墨烯场效应晶体管，利用石墨烯的高载流子迁移率和良好的电子输运性能，设计高性能的场效应晶体管。②石墨烯传感器，利用石墨烯的高灵敏度和大表面积，设计各种传感器，如气体传感器、生物传感器等。③石墨烯光电器件，利用石墨烯的优异光电性能，设计光电探测器、光伏电池等光电器件。④石墨烯超级电容器，利用石墨烯的高比表面积和高电容性，设计高性能的超级电容器。⑤石墨烯柔性电子器件，利用石墨烯的柔性和透明性，设计柔性电子器件，如可穿戴设备、柔性显示器等。通过合理设计和优化，石墨烯材料可以应用于各种电器件中，发挥其优异的性能和特性[3]。

结束语：

综上所述，基于石墨烯材料的强电磁防护技术在海洋战场环境下具有重要意义。石墨烯材料的优良性能和可调谐特性使其成为强电磁武器攻击威胁下的关键防护材料。通过研究石墨烯光电器件、隐身吸波材料、太赫兹调制器和光子晶体等领域，可以开发多频段的强电磁防护新技术，提高舰船电子信息系统的抗干扰能力，确保海洋战斗中信息化条件下的胜利。因此，石墨烯材料在海洋战场环境中的应用具有重要的潜力和应用前景，有助于提升海洋战争的实力和效率。

参考文献：

[1]刘培国,刘翰青,王轲.石墨烯材料在舰船强电磁防护技术中的应用[J].中国舰船研究,2020,15(04):1-8.

[2]康新征,卢硕,于冰.石墨烯在舰船雷达透波防护材料中的应用[J].新材料产业,2019,(11):28-31.

[3]张欢,杨季雨,赵丽娟,宋永娇,吴锦荣.石墨烯在舰船材料防腐中的应用及展望[J].中国舰船研究,2018,13(S1):82-91.