石墨烯产业化落地 轻应用撬动千亿级纳米市场

 

2016-04-25 18:05 来源:  
 

  石墨烯时代到来了吗?备受业界关注的“超级材料”将如何大规模应用在我们日常生活中?

  2004年,两位英国俄裔物理学家将石墨烯成功从石墨中分离,使其成为迄今为止所发现的最薄、最硬,也是电阻最低的“超级”纳米材料。多领域的广泛应用前景给石墨烯带来巨大的市场开发价值和商业价值,应用潜力不可估量。

  石墨烯标准促产业化

  作为一门前沿的材料科学,石墨烯的标准化、产业化落地问题一直备受关注。本月初,《石墨烯材料的术语、定义及代号》国家标准(征求意见稿)在中国国家标准化管理委员会官网正式公布,并向社会公开征求意见。这也标志着我国首个石墨烯国家标准制定取得重要进展。

  江苏常州石墨烯科技产业园,是目前国内最大的石墨烯产业协同创新应用示范园区。国内首家石墨烯上市企业来自这里,全球首家从事石墨烯应用研究与产业孵化的专门机构——“江南石墨烯研究院”也设立于此。

  2014年11月12日,常州第六元素材料科技股份公司在新三板上市,成为国内首家石墨烯上市企业。资料显示,江南石墨烯研究院引进并培育了20多家高科技企业,产品涉及石墨烯透明导电薄膜材料、储能器件电极材料、复合材料、散热器件、生物医药等领域。

  记者了解到,研究院所取得的7项科研成果,通过转化已形成高性能人工石墨膜、石墨烯电容式触摸屏、高比表面积石墨烯、石墨烯电缆和石墨烯涂料等多项产品。

  江南石墨烯研究院院长张朝晖介绍说,研究院的由来特别,最初由引进战略型新兴产业回国经验丰富的石墨烯产业奠基人冯冠平带领,其看好石墨烯的无限前景,选中了第六元素和二维碳素这两支海外回国团队。在地方政府的大力支持下,研究院便应这两家企业而生。

  目前,该研究院主要围绕搭建平台、引进人才、孵化企业和培育产业开展工作,为国内外的石墨烯创新团队找到集聚之地,并把往下游发展的企业尽可能多地汇集到一起。

  石墨烯轻应用更亲民

  一般认为,石墨烯走向产业化至少需要十年。但冯冠平只用了五年。这位41岁轰动德国传感学、47岁回国任清华大学科技处处长、49岁创办深圳清华大学研究院,迄今创办100余家企业的江南石墨烯研究院名誉理事长,多次创造科技成果转化奇迹。

  2014年,国家主席习近平在江苏考察时得知在冯冠平的推动下,中国石墨烯技术水平领先世界,高兴地接过他递来的石墨烯膜,赞扬石墨烯产业应用发展前景十分广阔。

  陈利军曾是爱国者最年轻的副总裁,3年前创立Aika爱家自有品牌并获得投资。去年,陈利军的团队基于石墨烯材料研发取得两大革命性技术突破——石墨烯与纺织物深度结合的材料改性技术以及石墨烯纺织物传感器的研发成功。

  同时,他们以石墨烯智能发热为切入口,制定了整套石墨烯智能发热解决方案,开发出石墨烯智能羽绒服、石墨烯智能暖宫产品等系列石墨烯轻应用产品。

  “我们目前拥有多项石墨烯材料改性、发热、过滤、杀菌、智能化的发明与核心专利。”在接受记者采访时,陈利军透露近期已经和多家服饰巨头品牌达成战略合作协议共同开发石墨烯加热与智能上的产品开发,帮助传统服装企业做转型升级。

  走亲民化的路线,陈利军认为石墨烯轻应用产品在国内将有非常大的市场空间。也因为在轻应用产品上的专注与突破,以及对整个石墨烯产业的加速推动,陈利军将自己的产品定位为“科技生活潮品”。今年年中,陈利军的Aika爱家团队还将在新三板挂牌。

  事实上,所谓的石墨烯“轻应用”是相对而言的,陈利军便是以这种“资金成本投入小、产品成型时间短、生活应用化”的轻度优势,围绕消费者生活去撬动这被誉为千亿级的纳米材料市场。(光明网记者 吴劲珉)

  链接:石墨和石墨烯

  人们常见的石墨是一层层以蜂窝状有序排列的碳原子堆叠而形成的。但一直以来,石墨烯却被认为不可能在自然界中稳定存在。实际上,当石墨被剥离到单层、只有一个碳原子厚度时,所得到的石墨片就是石墨烯。

  2004年,英国曼彻斯特大学的物理学家安德烈·海姆和他的学生康斯坦丁·诺沃肖洛夫在实验室中成功地从石墨中分离出石墨烯,从而证实它可以单独稳定存在。师徒二人也因“关于二维石墨烯材料的开创性实验”而一同获得2010年的诺贝尔物理学奖。

  石墨烯看上去就像是一张六边形网格构成的平面。这种独特的二维结构使之具有诸多优异性能。石墨烯的奇妙之处,似乎只有用量子物理学的概念方能充分诠释。

  它薄,可以薄到只有一个碳原子的厚度,一毫米厚的石墨薄片中能够剥离出300万层石墨烯;它硬,它比钢要硬上百倍;它透明而不透气,在可见光下是透明的,但不透气,这令它非常适合被用于制作保护层和触摸屏、光伏电池等电子产品的原料;它导热、导电奇佳,电阻比现有的良导体铜和银还要低许多,极其适合被用以开发更薄、速度更快的新一代电子元件。

  石墨烯自发现以来,无论是科技界还是企业界都对其寄予厚望。然而,科学家们也承认,石墨烯时代还需要等待。石墨烯发现者诺沃肖洛夫本人也认为,作为一种新材料,石墨烯“前途虽光明,但是道路必曲折”。不仅在技术上需要克服重大的关键环节,在商业应用方面也有更新换代所需要的投入产出比问题。

  全球首个石墨烯指数评价结果显示,全球石墨烯产业综合发展实力排名前三位的国家分别是美国、日本和中国。中国在石墨烯领域起步晚发展快,与发达国家处在同一起跑线上。

[责任编辑:赵清建]