石墨烯被稱為“新材料之王”。研究表明,在高分子材料中加入少量石墨烯,可帶來材料性能成倍提升,起到“點石成金”的神奇效果。
然而,現實中石墨烯的境況卻相對尷尬。數據顯示:目前我國石墨烯產能總計已達7000噸,然而實際產量卻不足100噸。
“根本原因,就在于石墨烯的應用技術研發不足,與產能嚴重不匹配上。”9月20日,四川大學高分子材料工程國家重點實驗室副主任、博士生導師吳宏對記者表示,沒有大規模市場應用,不要說做大做強石墨烯這一新材料產業,就連石墨烯“點石成金”的作用也難以真正發揮出來。
如何讓石墨烯真正“點石成金”在石墨烯之于高分子材料領域運用,四川大學高分子科學與工程學院正探尋技術與市場的結合點。
追逐新材料之王
9月2日,2016中國(無錫)石墨烯創新創業大會舉辦,相關領域研究在國際已處于領先位置的四川大學應邀出席,并作為代表就國內石墨烯最新發展成果進行了交流。“作為石墨烯產業舉行的創新創業大會,主要問題就是討論石墨烯的發展和運用問題。”吳宏說。
自2004年由英國曼徹斯特大學物理學家成功從石墨中分離出以來,石墨烯就備受世人關注——作為目前發現的最薄、強度最大、導電導熱性能最強的一種新型納米材料,強度是鋼的200倍,拉伸形變能達到20%,從而被譽為“新材料之王”。“石墨烯的應用是當之無愧的高科技。”吳宏介紹,石墨烯是由碳原子構成的只有一層原子厚度的二維晶體,“每一層只有0.3納米,要運用到產業化生產中,科技含量要求很高。”
高分子材料是石墨烯大規模應用的重要載體。作為我國高分子材料科學與工程領域規模最大的科研基地之一,早在2008年,四川大學就開始了石墨烯橡膠復合材料的研究,并于2010年在國際上率先提出乳膠法制備石墨烯橡膠復合材料。
目前,四川大學已經在電導熱烯復合材料、功能改性石墨烯、石墨烯阻隔材料、聚合物防老化等多個石墨烯應用等領域啟動了探索。“比如通過‘接枝’技術利用石墨烯生產阻燃劑。”四川大學高分子材料工程國家重點實驗室產學研合作部副部長包建軍舉例。
以市場運用撬動產能釋放
2015年5月,四川大學與成都創威新材料有限公司簽訂石墨烯橡膠復合材料專利技術轉讓協議,并在成都建起世界第一條年產10噸石墨烯橡膠復合材料生產線,目標直指納米改性輪胎橡膠。
在吳宏看來,這一技術應用有著巨大的發展前景。“每一個輪胎,只需添加10-15克的石墨烯,成本增加不到幾十元,但產品性能卻明顯提升。”
2016年2月,在德國漢諾威舉辦的2016輪胎展會上,這一由成都創造的第一個石墨烯橡膠復合材料產品引起世界關注。目前,改性輪胎橡膠產品已在意大利Pirelli、荷蘭Apolo、青島雙星、浙江雙箭等10多家企業試用。
這也為川大進一步探索石墨烯大規模應用,打通其產業化應用“瓶頸”提供了經驗。包建軍認為,只有通過技術應用,提升市場對石墨烯的需求,撬動石墨烯產能的真正釋放,我國居全世界第一的石墨烯產業化生產線才能得到發揮。“我們已經組建了四川大學無錫石墨烯應用研究中心,依托此對沿海新材料市場進行滲透開發。”吳宏表示,四川大學還依托位于成都市新津縣的成都新材料產業園,積極籌建基于石墨烯的新材料研發基地。
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標簽: 石墨烯產量產能改性新材料

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