“神奇材料”石墨烯将在民生消费品上实现产业化应用

      这一“横空出世”的新材料到底神奇在哪里？能给我们的生活带来怎样的变化呢？

      石墨烯为何方神圣

      日前，工信部、国家发改委和科技部联合发布《关于加快石墨烯产业创新发展的若干意见》，提出将石墨烯产业打造成先导产业，逐渐实现石墨烯材料在部分工业产品和民生消费品上的产业化应用。

      备受重视，身负使命的石墨烯，到底是何方神圣？

      石墨烯，实际就是从石墨中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。铅笔芯用的石墨就相当于无数层石墨烯叠在一起。通俗来说，目前自然界中，这东西最薄、最结实，导电性极好，在工业领域中几乎无所不能。

      石墨烯的发现者、2010年诺贝尔物理学奖获得者安德烈·海姆这样描述石墨烯：可以被无限拉伸，弯曲到很大角度不断裂，可以抵抗很高的压力，同时还有着非同寻常的导热性和导电性。

      虽然只有一个原子的厚度，但石墨烯却是非常强韧的材料。通俗地讲，它强过钻石，“秒杀”钢铁。同时它又有很好的弹性，拉伸幅度能达到自身尺寸的20%。如果用一个平方米的石墨烯做成吊床，本身重量不足1毫克，可以承受1公斤的重物。

      电子设备产业迎来大变革

      随着科研发展，目前，石墨烯系列产品开始走入百姓生活。不久前在青岛举办的2015中国国际石墨烯创新大会上，石墨烯理疗、保暖产品、LED用高导热石墨烯复合材料、石墨烯防弹材料等20余种石墨烯产品全新推出。

      在石墨烯的诸多应用中，最受普通大众关注和期待的，是它改变手机等电子设备产品功能的可能性。

      智能手机刚出现的时候，长时间通话、玩游戏，手机就会发烫。如今这一问题基本解决——因为石墨烯材料极好的导热性得到了应用。常州市碳元科技公司近年来生产出石墨烯导热材料，迅速被应用在智能手机上，成为小米等手机的大客户。公司销售额在3年内从600万元“爆发式”增至2亿元以上。

      智能手机触控屏的性能提升将直观地改善用户操作体验。上个月，常州二维碳素科技公司推出了全球首款石墨烯压力触控传感器，这一技术应用于智能移动终端电子产品上，可实现多级按压感应、轻按、轻击、指甲敲击、壳体振动等多项功能。二维碳素科技公司周振义副总裁表示，这一技术充分利用了石墨烯高柔韧性、高灵敏度性等特点，改变了石墨烯一度只是简单替代传统材料的局面，为软硬件设计提供了充分想象空间。

      值得一提的是，中国科学院重庆绿色智能技术研究院已成功制备出国内首片15英寸（38.1cm）单层石墨烯触摸屏，并正在开发系列基于石墨烯的柔性传感器件。今后手机、电脑的显示屏将超薄、超轻，可弯曲。

      石墨烯另一个备受期待的贡献就是改进锂电池性能。成会明说，简单讲，在锂电池中加入石墨烯复合导电粉末，充电更快、容量更大、寿命更长。这有望让手机“秒冲”、电动汽车告别几小时充电成为现实。

      根据此次三部门印发的《意见》，未来，石墨烯将在航空航天、武器装备、重大基础设施，以及新能源、新能源汽车、节能环保、电子信息等领域有广泛应用。而石墨烯薄膜、石墨烯功能纤维的穿戴产品的开发，也让这一新材料更好地服务民生。

      从实验室走向产业化的关键时期

      目前，石墨烯产业已被纳入国家战略布局。《中国制造2025》选择10大优势和战略产业实现重点突破，在首个重点领域技术路线图中，石墨烯材料成为前沿新材料的四大重点之一。“十三五”新能源汽车重点专项，也将石墨烯等新材料列为重点发展领域。

      值得关注的是，中国本身就有生产石墨烯的独特优势。据统计，我国石墨矿储量占到世界总储量的75%，生产量约占世界总产量70%。目前，我国石墨烯企业已超过百家，并在常州、无锡、青岛、深圳等地形成产业集群。

      业界普遍认为，经过自主系统研发，生产技术、工艺装备和产品质量取得重大突破，我国石墨烯材料在储能器件、改性材料、智能穿戴等产品上的应用效果逐步显现，产业化步伐明显加快。我国石墨烯材料正处于从实验室走向产业化的关键时期。

      把石墨烯产业打造成先导产业，国家政策指明了石墨烯产业的发展路线。业内人士认为，政策利好不断释放，石墨烯产业的发展将真正迎来春天。“2015年是我国石墨烯产业发展元年”，中国石墨烯产业技术创新战略联盟秘书长李义春说。

来源：中国质量报