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石墨烯,條分縷析“萬能迷”

時間: 2019-02-01 10:20       來源:[ 永安市政府辦]       字號:              閱讀:{{ pvCount }}

  石墨烯被譽為“黑金”“新材料之王”,自發現之日起,石墨烯便吸引了無數科學家與投資者的目光,披上了層層光環。近日,筆者走進永安市石墨和石墨烯產業園,采訪了市永清石墨烯研究院副院長羅丹,帶您走進石墨烯神奇的世界。 

  羅丹是浙江大學博士,清華大學深圳研究生院博士后。近兩年來,我市與清華大學深圳研究生院合作共建了永清石墨烯研究院,并和廈門大學合作共建石墨烯應用工程實驗室。  

  石墨烯到底是什么?

  羅丹介紹,從物理的角度看,它是僅由碳原子組成的二維晶體,只有一層原子厚度。粗略比喻的話,石墨烯的厚度僅為紙張的百萬分之一。層層石墨烯疊加起來,就是石墨。用鉛筆輕輕在紙上劃一下,就可能留下幾十層石墨烯。

  2004年,英國曼徹斯特大學物理學家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫,成功地從石墨中剝離出石墨烯,并表征了它的性質,兩人也因“在二維石墨烯材料的開創性實驗”為由,共同獲得2010年諾貝爾物理學獎。 

  石墨烯有什么特性?

  石墨烯具有高導電、導熱性,由于只有一層原子厚度,基本上98%的可見光都能穿過石墨烯;它堅硬,蜂巢狀的碳結構讓石墨烯比鉆石還要硬,是鋼材硬度的200倍。比頭發絲還細的石墨烯絲,可支撐一臺鋼琴的重量;高透明度,輕薄,2013年浙江大學研制的石墨烯氣溶膠“碳海綿”可放在櫻花上,是當年研發出的世界上最輕的固體。這些特點,使得石墨烯成為迄今最輕、導電性能最好的材料。  

  石墨烯的應用

  羅丹介紹,石墨烯廣泛應用于包括智能穿戴設備、生物醫藥、電子信息、電動汽車、儲能設備等多種領域。

  比如,石墨烯可以替代傳統電池里的石墨,大大提高效率。采用石墨烯電池的新能源汽車,可將數小時的充電時間壓縮到短短1分鐘以內,那樣“充電8分鐘、行駛1000公里”將不再是夢。 

  比如,石墨烯內暖纖維是由生物質石墨烯與各類纖維復合而成的一種智能多功能纖維新材料,集抗菌抑菌、抗紫外線、防靜電等作用于一身,被譽為“劃時代的革命性纖維”。在紡織領域,石墨烯內暖纖維可以制成內衣、內褲、襪類、嬰幼服飾、家居面料、戶外服裝等。石墨烯內暖纖維的用途并不僅限于服裝領域,還可以應用于車輛內飾、美容醫療衛材、摩擦材料、過濾材料等。

  腐蝕一直是鋼鐵、冶金、建筑、交通運輸等行業面臨的最大挑戰之一。目前,防腐涂料一般分為常規防腐涂料和重防腐涂料,是油漆涂料中必不可少的一種涂料。石墨烯作為新興的納米材料,具有良好的阻隔性能和屏蔽性能,同時還兼具高導電、高強度等性能。將石墨烯材料與傳統防腐涂料結合起來,石墨烯改性防腐涂料具有防腐效果好、涂層厚度低、附著力高、漆膜重量輕、耐鹽霧性能極佳等優勢,是傳統防腐涂料的良好升級替代品種。 

  點燃“烯”望之光

  “這是石墨烯LED路燈,這是石墨烯投光燈。如今,石墨烯已經應用到生活的各個領域,走進尋常百姓家。”日前,市泰啟力飛石墨烯科技有限公司董事長助理林鵬程一邊指著石墨烯LED路燈和石墨烯投光燈一邊對記者說。

  這家公司生產的石墨烯LED路燈可謂是“瘦身優化版”的路燈,通過挑選各種石墨烯添加入高分子材料中,改變高分子材料的導熱性能;新型石墨烯散熱器既兼顧導熱性能,又保證材料的強度耐候性,有效解決了傳統鋁制散熱器的重大缺陷。新型石墨烯材料重量不到傳統鋁材散熱器LED燈的30%。  

  此前,這家企業參加第三屆香港國際戶外及科技照明博覽會,展位現場人氣火爆,前來咨詢的客戶絡繹不絕。這家企業現有產品分為石墨烯復合材料、散熱器、整燈三大種類,形成了從技術研發、原材料生產到成品組裝的完整業務體系。

  目前,這家公司與國內多家知名LED燈廠合作,生產出首款石墨烯材料路燈,其石墨烯高導熱復合材料散熱器已經運用于本省及廣東等地的路燈工程。(林丹 文/圖)

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