石墨烯产业化应用：寻找“点石成金”的“魔法棒”
石墨烯被称为“新材料之王”。研究表明，在高分子材料中加入少量石墨烯，可带来材料性能成倍提升，起到“点石成金”的神奇效果。
然而，现实中石墨烯的境况却相对尴尬。数据显示：目前我国石墨烯产能总计已达7000吨，然而实际产量却不足100吨。
“根本原因，就在于石墨烯的应用技术研发不足，与产能严重不匹配上。”9月20日，四川大学高分子材料工程国家重点实验室副主任、博士生导师吴宏对记者表示，没有大规模市场应用，不要说做大做强石墨烯这一新材料产业，就连石墨烯“点石成金”的作用也难以真正发挥出来。
如何让石墨烯真正“点石成金”？在石墨烯之于高分子材料领域运用，四川大学高分子科学与工程学院正探寻技术与市场的结合点。
追逐新材料之王
9月2日，2016中国（无锡）石墨烯创新创业大会举办，相关领域研究在国际已处于领先位置的四川大学应邀出席，并作为代表就国内石墨烯最新发展成果进行了交流。“作为石墨烯产业举行的创新创业大会，主要问题就是讨论石墨烯的发展和运用问题。”吴宏说。
自2004年由英国曼彻斯特大学物理学家成功从石墨中分离出以来，石墨烯就备受世人关注——作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，强度是钢的200倍，拉伸形变能达到20%，从而被誉为“新材料之王”。 “石墨烯的应用是当之无愧的高科技。”吴宏介绍，石墨烯是由碳原子构成的只有一层原子厚度的二维晶体，“每一层只有0.3纳米，要运用到产业化生产中，科技含量要求很高。”
高分子材料是石墨烯大规模应用的重要载体。作为我国高分子材料科学与工程领域规模最大的科研基地之一，早在2008年，四川大学就开始了石墨烯橡胶复合材料的研究，并于2010年在国际上率先提出乳胶法制备石墨烯橡胶复合材料。
目前，四川大学已经在电导热烯复合材料、功能改性石墨烯、石墨烯阻隔材料、聚合物防老化等多个石墨烯应用等领域启动了探索。“比如通过‘接枝’技术利用石墨烯生产阻燃剂。”四川大学高分子材料工程国家重点实验室产学研合作部副部长包建军举例。
以市场运用撬动产能释放
2015年5月，四川大学与成都创威新材料有限公司签订石墨烯橡胶复合材料专利技术转让协议，并在成都建起世界第一条年产10吨石墨烯橡胶复合材料生产线，目标直指纳米改性轮胎橡胶。
在吴宏看来，这一技术应用有着巨大的发展前景。“每一个轮胎，只需添加10-15克的石墨烯，成本增加不到几十元，但产品性能却明显提升。”
2016年2月，在德国汉诺威举办的2016轮胎展会上，这一由成都创造的第一个石墨烯橡胶复合材料产品引起世界关注。目前，改性轮胎橡胶产品已在意大利Pirelli、荷兰Apolo、青岛双星、浙江双箭等10多家企业试用。
这也为川大进一步探索石墨烯大规模应用，打通其产业化应用“瓶颈”提供了经验。包建军认为，只有通过技术应用，提升市场对石墨烯的需求，撬动石墨烯产能的真正释放，我国居全世界第一的石墨烯产业化生产线才能得到发挥。“我们已经组建了四川大学无锡石墨烯应用研究中心，依托此对沿海新材料市场进行渗透开发。”吴宏表示，四川大学还依托位于成都市新津县的成都新材料产业园，积极筹建基于石墨烯的新材料研发基地。 （记者 张明海）
责任编辑：
李莎莎
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