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重量级的材料界明星:石墨烯
日期:2017-12-26

早在3年前,IT界“大佬”,华为总裁任正非在接受媒体采访时声称,未来10至20年内会爆发一场技术革命,“我认为这个时代将来最大的颠覆,是石墨烯时代颠覆硅时代”。这里提到的石墨烯,究竟是何方神圣?它目前发展如何呢?让我们一起关注一下吧!


石墨烯到底是什么?

将石墨的层状结构无限剥离,直到原子级厚度,该薄层碳材料取名石墨烯,它是人们发现的第一种由单层原子构成的材料,以六角行模式排列,其厚度相当于人类头发直径的一百万倍之一。2004年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,成功地利用胶带剥离法从高定向裂解石墨块中剥离得到的石墨烯,并表征了它的性质。两人也因“在二维石墨烯材料的开创性实验”为由,共同获得2010年诺贝尔物理学奖。

 

石墨烯到底“牛”在哪?

石墨烯浑身是宝,是目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型材料,作为一种非常优秀的功能性的添加剂,它被称为“工业味精”,预期在计算机芯片、电子材料、导热材料,高性能复合材料、环境处理、催化剂载体等领域具有庞大的应用前景。如可以用于超级电容器、锂电池以及航空航天及电动汽车,满足快充、长程续航的要求。它还可用在复合材料、防腐涂料领域,使相关材料有更好的强度、韧性和防腐性能。

石墨烯堪比材料领域的互联网,与不同材料、技术结合起来能够形成具备特殊性能、满足特定应用的新型“材料”。如同“互联网+”的发展趋势,“石墨烯+”也有望成为未来材料领域发展的一大趋势。

石墨烯的优秀性能

石墨烯离产业化还有多远?

石墨烯的性能如此强大,前景如此广阔,可为啥还没有大规模应用呢?重要原因之一就在于制备难。要想获得电学和机械性能都最佳的石墨烯样品,需要最费时费力费钱的手段:机械剥离法——用胶带粘到石墨上,手工把石墨烯剥下来。别笑,2004年诺沃肖洛夫他们就是这么制备出石墨烯的。当然,我们现在有了很多其他方法,比如液相剥离法、化学气相沉积法、直接生长法、化学氧化还原法等等,可是这些办法都只能增加产量、降低成本,却难以保证质量,进而影响了石墨烯的产业化进程。

不过,可喜的是,当全球石墨烯研究还处在萌芽时,中科院宁波材料所便建立石墨烯研究团队,通过创立新的化学剥离技术在全球首度实现石墨烯低成本规模化制备,世界首条年产300吨的石墨烯生产线落户宁波,经过几年努力,在超级电容、动力电池、防腐涂料等多个领域的应用研究方面取得重要成果。

 

石墨烯的应用领域
 

接下来的消息就更让人兴奋了!12月8日,浙江省石墨烯制造业创新中心在浙江宁波揭牌。该中心是由中科院宁波材料所牵头,联合中国石墨烯行业骨干企业、投资基金、产业资本等共同成立的产业技术创新平台。目前该入驻项目已达22项,覆盖先进电池、改性塑料、改性纤维、改性润滑油、导热材料等多个石墨烯重要应用领域。相信这些领域的先进技术能够经过创新中心的培育孵化走向市场,并在石墨烯产业化进程中形成显著的示范效应。

今后,该中心着力建设服务于石墨烯产业技术创新的研发设计中心、测试评价中心、中试开发基地、行业服务基地,打造完善的石墨烯技术创新链、产业链系统和跨界协同创新生态系统,力争建成具有国际领先水平、引领石墨烯技术创新和产业发展的国家级制造业创新中心。
看来,我国的石墨烯产业化之路又迈入了一个新的阶段,就让我们共同期待更加美好的未来吧!

浙江省石墨烯制造业创新中心揭牌

 

(党政办 王雪珍)