石墨烯,条分缕析“万能迷”

时间: 2019-02-01 10:20       来源:[ 永安市政府办]       字号:              阅读:{{ pvCount }}

  石墨烯被誉为“黑金”“新材料之王”,自发现之日起,石墨烯便吸引了无数科学家与投资者的目光,披上了层层光环。近日,笔者走进永安市石墨和石墨烯产业园,采访了市永清石墨烯研究院副院长罗丹,带您走进石墨烯神奇的世界。 

  罗丹是浙江大学博士,清华大学深圳研究生院博士后。近两年来,我市与清华大学深圳研究生院合作共建了永清石墨烯研究院,并和厦门大学合作共建石墨烯应用工程实验室。  

  石墨烯到底是什么?

  罗丹介绍,从物理的角度看,它是仅由碳原子组成的二维晶体,只有一层原子厚度。粗略比喻的话,石墨烯的厚度仅为纸张的百万分之一。层层石墨烯叠加起来,就是石墨。用铅笔轻轻在纸上划一下,就可能留下几十层石墨烯。

  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,成功地从石墨中剥离出石墨烯,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。 

  石墨烯有什么特性?

  石墨烯具有高导电、导热性,由于只有一层原子厚度,基本上98%的可见光都能穿过石墨烯;它坚硬,蜂巢状的碳结构让石墨烯比钻石还要硬,是钢材硬度的200倍。比头发丝还细的石墨烯丝,可支撑一台钢琴的重量;高透明度,轻薄,2013年浙江大学研制的石墨烯气溶胶“碳海绵”可放在樱花上,是当年研发出的世界上最轻的固体。这些特点,使得石墨烯成为迄今最轻、导电性能最好的材料。  

  石墨烯的应用

  罗丹介绍,石墨烯广泛应用于包括智能穿戴设备、生物医药、电子信息、电动汽车、储能设备等多种领域。

  比如,石墨烯可以替代传统电池里的石墨,大大提高效率。采用石墨烯电池的新能源汽车,可将数小时的充电时间压缩到短短1分钟以内,那样“充电8分钟、行驶1000公里”将不再是梦。 

  比如,石墨烯内暖纤维是由生物质石墨烯与各类纤维复合而成的一种智能多功能纤维新材料,集抗菌抑菌、抗紫外线、防静电等作用于一身,被誉为“划时代的革命性纤维”。在纺织领域,石墨烯内暖纤维可以制成内衣、内裤、袜类、婴幼服饰、家居面料、户外服装等。石墨烯内暖纤维的用途并不仅限于服装领域,还可以应用于车辆内饰、美容医疗卫材、摩擦材料、过滤材料等。

  腐蚀一直是钢铁、冶金、建筑、交通运输等行业面临的最大挑战之一。目前,防腐涂料一般分为常规防腐涂料和重防腐涂料,是油漆涂料中必不可少的一种涂料。石墨烯作为新兴的纳米材料,具有良好的阻隔性能和屏蔽性能,同时还兼具高导电、高强度等性能。将石墨烯材料与传统防腐涂料结合起来,石墨烯改性防腐涂料具有防腐效果好、涂层厚度低、附着力高、漆膜重量轻、耐盐雾性能极佳等优势,是传统防腐涂料的良好升级替代品种。 

  点燃“烯”望之光

  “这是石墨烯LED路灯,这是石墨烯投光灯。如今,石墨烯已经应用到生活的各个领域,走进寻常百姓家。”日前,市泰启力飞石墨烯科技有限公司董事长助理林鹏程一边指着石墨烯LED路灯和石墨烯投光灯一边对记者说。

  这家公司生产的石墨烯LED路灯可谓是“瘦身优化版”的路灯,通过挑选各种石墨烯添加入高分子材料中,改变高分子材料的导热性能;新型石墨烯散热器既兼顾导热性能,又保证材料的强度耐候性,有效解决了传统铝制散热器的重大缺陷。新型石墨烯材料重量不到传统铝材散热器LED灯的30%。  

  此前,这家企业参加第三届香港国际户外及科技照明博览会,展位现场人气火爆,前来咨询的客户络绎不绝。这家企业现有产品分为石墨烯复合材料、散热器、整灯三大种类,形成了从技术研发、原材料生产到成品组装的完整业务体系。

  目前,这家公司与国内多家知名LED灯厂合作,生产出首款石墨烯材料路灯,其石墨烯高导热复合材料散热器已经运用于本省及广东等地的路灯工程。(林丹 文/图)

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