被稱為“新材料之王”、“神奇材料”,它被科學(xué)家預(yù)言將“徹底改變21世紀(jì)”,它超薄、超輕、超強(qiáng)、超硬的性能使其成為行業(yè)“新寵”……它就是最近幾年開(kāi)始“走紅”的石墨烯!
這里提到的石墨烯究竟是“何方神圣”?它能用來(lái)做什么?四川石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況如何?7月4日,在省長(zhǎng)尹力主持召開(kāi)的省政府常務(wù)會(huì)議上,四川大學(xué)高分子材料工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任李光憲教授為大家揭開(kāi)了石墨烯的神秘面紗。
石墨烯是什么?
當(dāng)前,冠在石墨烯頭上的各種“最”字名號(hào)很多,比如它是最薄的材料、最輕的材料、硬度超強(qiáng)的材料、導(dǎo)熱導(dǎo)電性超強(qiáng)的材料、高透明的材料……那么,石墨烯到底是什么?李光憲教授介紹,“石墨烯是由一個(gè)碳原子與周圍三個(gè)近鄰碳原子結(jié)合形成蜂窩狀結(jié)構(gòu)的碳原子單層。”
有趣的是,作為備受矚目的新材料,石墨烯的誕生并沒(méi)有使用“高大上”的科學(xué)技術(shù),它是由英國(guó)曼徹斯特大學(xué)的兩位研究員通過(guò)粘膠帶從石墨晶體表面“粘”出來(lái)的。而就是這樣用膠帶“粘”出來(lái)的石墨烯,2010年給這兩位英國(guó)科學(xué)家?guī)?lái)了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
石墨烯能做什么?
由于身懷諸多“絕技”,使得石墨烯有著難以估量的市場(chǎng)前景,“出道”僅10多年的它在全球科學(xué)界掀起了研究熱潮。美國(guó)、英國(guó)、歐盟、韓國(guó)等皆投入巨資用于石墨烯新興前沿研究項(xiàng)目,近幾年石墨烯研究也引起了我國(guó)政府、學(xué)術(shù)界和企業(yè)界的重視。那么,石墨烯到底神奇在哪里?李教授介紹,它具有“點(diǎn)石成金”的功能,加入很少量石墨烯(一般1-5%),性能成倍提升。例如西班牙研制的石墨烯電池,儲(chǔ)電量是現(xiàn)有產(chǎn)品3倍,充電8分鐘可使電動(dòng)車行駛1000公里。
基于石墨烯獨(dú)特性能,李教授梳理出了石墨烯可應(yīng)用的領(lǐng)域。它可以用在微電子、光電、能源、材料、化工環(huán)保、生物醫(yī)藥等諸多領(lǐng)域。加入少量石墨烯可實(shí)現(xiàn)電極材料的快速充放電性能,并大幅提高電池容量;少量石墨烯片層即可顯著增強(qiáng)、增韌高分子材料,效果優(yōu)于碳納米管;石墨烯吸附能力強(qiáng),可提高污染物降解效率、毒素檢測(cè)效率等10倍以上。
四川石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀如何?
作為應(yīng)用前景可觀、擁有無(wú)限可能的“神奇材料”,目前石墨烯產(chǎn)業(yè)在四川是一個(gè)什么情況?李教授介紹,四川省委、省政府對(duì)石墨烯產(chǎn)業(yè)高度重視:
2016年2月,四川省委書(shū)記王東明在春節(jié)期間來(lái)到德陽(yáng)烯碳科技公司調(diào)研,察看各類石墨烯研發(fā)產(chǎn)品,了解工藝流程和應(yīng)用情況。
2016年3月,四川省科技廳、德陽(yáng)市人民政府組織召開(kāi)四川省石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟成立大會(huì),為推進(jìn)我省石墨烯產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展提供有力支撐。
2016年4月,四川省經(jīng)濟(jì)和信息化委員會(huì)會(huì)同省內(nèi)石墨烯骨干企業(yè)和高等院校專家討論了《四川省石墨烯及高性能碳材料產(chǎn)業(yè)規(guī)劃。
不過(guò),李教授也從技術(shù)、投入、研發(fā)等方面分析了當(dāng)前四川省石墨烯產(chǎn)業(yè)存在的不足。主要包括:產(chǎn)能相對(duì)較小,總計(jì)不到50噸;石墨烯產(chǎn)業(yè)體系尚未完全建立,且石墨烯的產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定,標(biāo)準(zhǔn)不完善;石墨資源優(yōu)勢(shì)沒(méi)有得到應(yīng)有發(fā)揮;沒(méi)有產(chǎn)生規(guī)?;?yīng);在研發(fā)及產(chǎn)業(yè)投入方面與國(guó)內(nèi)石墨烯發(fā)達(dá)地區(qū)還有一定差距。
如何將四川石墨烯產(chǎn)業(yè)蛋糕做大?
“石墨烯進(jìn)步一小步,世界將進(jìn)步一大步。”石墨烯產(chǎn)業(yè)的前景如此廣闊,那四川該如何將石墨烯產(chǎn)業(yè)蛋糕做大?對(duì)此,李教授給出了三點(diǎn)建議:
一是重點(diǎn)發(fā)展石墨烯制備產(chǎn)業(yè)。重點(diǎn)解決好宏量制備技術(shù)和保證產(chǎn)品質(zhì)量,努力降低成本。
二是大力推進(jìn)石墨烯的應(yīng)用研發(fā)。力爭(zhēng)在規(guī)模化應(yīng)用上率先取得突破,包括石墨烯-復(fù)合材料、石墨烯高性能涂料、石墨烯電子器件、石墨烯膜材料、石墨烯電池、石墨烯環(huán)保和水處理劑等產(chǎn)業(yè),形成石墨烯產(chǎn)業(yè)集群,帶動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新和升級(jí)改造。
三是加強(qiáng)行業(yè)組織領(lǐng)導(dǎo)。做好規(guī)劃,制定石墨烯技術(shù)轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)扶持政策,建立石墨烯研發(fā)、技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化專項(xiàng)基金;建立和完善產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境和配套服務(wù)平臺(tái)(質(zhì)量評(píng)價(jià)及監(jiān)控);推動(dòng)石墨烯產(chǎn)業(yè)成為四川省經(jīng)濟(jì)發(fā)展的高端特色產(chǎn)業(yè),將四川省打造成為世界知名的石墨烯技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用中心。
此外,在石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展上,李教授建議應(yīng)該重點(diǎn)發(fā)展復(fù)合材料、石墨烯電子器件、石墨烯電池、石墨烯導(dǎo)熱導(dǎo)電膜、石墨烯環(huán)保和水處理劑等應(yīng)用領(lǐng)域。
省長(zhǎng)尹力認(rèn)為,李光憲教授深入淺出地給大家講解了石墨烯新材料相關(guān)方面的知識(shí),給四川省石墨烯產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提出了三點(diǎn)很重要的建議,省經(jīng)信委可結(jié)合李教授提出的建議進(jìn)一步完善四川省石墨烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)劃。
石墨是大家熟悉的材料,當(dāng)我們使用第一支鉛筆時(shí)就已和它打了交道,但來(lái)自石墨的石墨烯產(chǎn)業(yè)方興未艾。要把傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化,需要有科學(xué)技術(shù)和政策的支持。目前,四川把石墨烯作為一個(gè)重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)來(lái)抓,成立了專門的小組,利用四川石墨資源優(yōu)勢(shì),打好組合拳,促進(jìn)石墨烯產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。