听科技|“黑金”石墨烯的崛起之路

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“黑金”石墨烯的崛起之路

石墨烯是目前发现的最薄、强度最大、柔韧最佳、导电导热和光学性能最强的新型纳米材料，被称为“黑金”和“新材料之王”，石墨烯在工业发展中发挥的怎样的作用？目前，宁夏的石墨烯生产企业在产业发展和生产技术研发过程中拥有着怎样的自主创新能力？本期《听科技》将邀请宁夏墨工科技有限公司副总经理、高级工程师胡小春带我们去发现“黑金”石墨烯所闪烁出的光芒。

科普小课堂

1.什么是石墨烯？

C碳原子，以sp2平面层，呈六边形蜂巢状分布，一个碳原子厚度（0.34nm ）。膨胀石墨是由很多层分子间的范德华力连接的层层石墨烯堆叠起来的，制备石墨烯就是要打开范德华而力，其方法有微机械分离法、氧化还原法、电化学剥离法、气象沉淀法、物理法（微波、超声和溶剂热剥离法、超临界流体分子插层法）等等

2.石墨烯的超级功能：

硬度 ：硬度最高的材料(1060 Gpa）， 200倍于钢铁。

韧性 ：戳穿保鲜膜厚度的石墨烯需要一头大象的重量

高热导率 ：热导率可达5300W/ m·K；

高导电载流子迁移率 ：室温下硅的100倍，

大电流密度耐性 ：可达到2亿A/cm2, 铜的100万倍

比表面积大 ：比表面积为2630m2/g，而活性炭仅为1500m2/g

3. 目前石墨烯产业化进程是什么样的状况的呢？石墨烯的产业化进入良性理智的发展周期，剥离了盲目跟风的“急功近利”的投资。对产业及技术应用有理性发展，更崇尚科学。由于前期对石墨烯的盲目崇拜，许多应用企业把它当作“味精”到处撒一点，看看效果不出来，以为是石墨烯质量有问题，实际上石墨烯的分散技术也是高技术的难题，所以我们要陪着应用企业走一段，做好分散的浓缩浆料或母粒方便使用者混料。现在许多应用逐步从实验室走出来，步入产业化应用之路。导电、导热、增强、润滑等功能逐步升级应用，将会在复合材料、储能、环保、化纤制品等提高其力学、导电、吸附、润滑、散热等特性；应用到橡胶里，能提高轮胎，胶辊等橡胶制品的耐磨性能；石墨烯在电缆中应用能够大幅度提升电缆的导电和导热能力；在电池、超级电容储能领域的应用，可以提高电能储存量、充电速度和使用寿命；在光伏产业的散热应用，能够提升光伏板的热电转化效率和寿命；在环保领域，制造净水能力优异的材料。

4.石墨烯与宁夏直接相关的产业应用；

A， 橡胶轮胎中的应用；

B， PVA（聚乙烯醇）、PPS（聚苯硫醚）、芳纶、腈纶等，区内主产老牌纤维材料中应用；

C， 有色金属材料性能提升，如铝、铜材。部分替代银离子具有经济价值的导电浆料，使其导电增强、增润等；

D， 在复合材料中抗静电、抗菌、散热、阻燃等（替代部分金属离子）；

E， 润滑油，润滑脂、无油轴承等材料开发；

F， 环保行业滤材、吸附、农村卫厕改造等；

G， 玻璃钢提升增强、增韧、散热、防静电特性指数；

H， 化工催化剂；

I， 气凝胶：保温、阻燃、轻量化用于建筑和军工；

J， 储能、光伏材料；

K， 区内大量煤化工行业产品升级等。

嘉宾介绍

宁夏墨工科技有限公司副总经理、高级工程师胡小春