航空航天工业对精度和安全标准要求极高，各类过滤系统在保护乘客安全和保障飞机性能方面至关重要。空气过滤器、液压和流体过滤器、环境控制系统（ECS）以及水循环装置等，都是安全高效运行的核心组件。随着对可持续高性能技术的需求增长，石墨烯基过滤器因其卓越的杂质去除效率和在下一代航空航天及太空探索技术中的潜力，正成为关注焦点。
一、航空航天领域的石墨烯基空气过滤系统
传统航空过滤器的局限性
高效颗粒空气（HEPA）过滤器长期用于航空领域以维持客舱空气质量，能有效捕捉灰尘、花粉和细菌等颗粒。但其短板显著：难以去除气体、挥发性有机化合物（VOCs）及 0.3 微米以下的病原体，且需频繁更换维护，成本高、耗时长，亟需更高效的新型过滤方案。
AEROGrAFT 项目（石墨烯旗舰计划）
作为欧洲石墨烯旗舰计划的一部分，AEROGrAFT 专注于开发下一代航空航天过滤系统。其核心目标是研制高质量自清洁航空石墨烯泡沫 —— 一种多孔轻质材料，可通过加热灭菌，能捕捉传统系统漏除的污染物，同时减少维护频率，适用于军用飞机、商业航空和太空任务。
石墨烯为传统过滤器赋予环境监测、自灭菌和自动清洁等功能。过去三年，项目实现规模化生产突破，开发了新型几何结构和更大尺寸材料，并建成大型测试设施模拟真实飞行条件，材料已通过航空电子设备环境测试标准（DO-160G）认证。
工业合作与技术进展
早期测试发现，航空石墨因其低密度和导电性在航空领域潜力巨大。团队与基尔大学合作开发多种材料变体，后与德累斯顿工业大学合作实现多孔轻质航空石墨烯的规模化生产。第二阶段验证了其在运行条件下的主动自清洁能力。
二、环境控制系统（ECS）中的应用
石墨烯过滤器凭借高导热性和大表面积，能有效去除空气传播的病毒和微生物，轻量化特性契合无人机和航天器对减重的需求，自清洁能力更减少了人工维护依赖，成为 ECS 的理想组件。
三、主要技术突破与企业动态
莱斯大学激光诱导石墨烯（LIG）过滤器
研究人员开发了柔性自灭菌过滤器，利用多孔导电石墨烯泡沫捕捉污染物，通过焦耳加热升温至 300°C 以上分解有害物质。经标准真空系统测试，过滤器运行超 100 小时持续灭活病原体，除航空领域外，在医院等临床环境也具应用潜力。
Zentek 的 ZenGUARD™技术
该石墨烯基过滤涂层在暖通空调（HVAC）和军用航空领域崭露头角，经加拿大国家研究委员会测试，相比标准 MERV-8 过滤器，显著减少空气传播病原体，提升过滤效率，且易于集成现有基础设施，助力降低碳排放。
英国 Graphene Composites 的 GC Halo 涂层
结合氧化石墨烯与银纳米颗粒，实现机械过滤与抗菌双重作用，对冠状病毒、大肠杆菌和黑霉菌等病原体的去除率高达 99%，成为商业飞机 ECS 的有力候选技术。
四、液体过滤应用
航空燃油过滤
微生物污染是航空燃油的主要隐患，氧化石墨烯（GO）纳米材料测试显示，GO 柱可捕获超 95% 的细菌污染物且不影响燃油流动，银修饰 GO 涂层进一步增强抗菌性能，为提升燃油纯度和防止设备腐蚀提供新路径。
液压油与润滑系统
石墨烯增强润滑油相比传统产品可降低 40% 摩擦系数，提升抗腐蚀和抗磨损性能。尽管液压油污染物去除的石墨烯膜技术仍处研究早期，但其 tribological（摩擦学）性能改进已展现未来在航空维护中的潜力。
水循环系统
NASA 研究表明，石墨烯基材料在航天器生命支持系统的水回收中表现优异，其吸附能力和抗菌活性可高效去除有机和无机污染物，性能媲美国际空间站现有过滤介质，为下一代超高容量太空水循环系统奠定基础。
五、前景展望
石墨烯基过滤技术已从概念走向实际测试，获行业和政府机构广泛关注。随着美国国防高级研究计划局（DARPA）等探索纳米材料在关键任务环境中的应用，石墨烯有望在下一代空气过滤、液压油净化和环境控制中发挥核心作用，推动航空航天工业向更高效、可持续的方向迈进。
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