石墨烯,新材料“明星”有何神奇?

  來源:人民網-人民日報海外版汪文正2023-11-01
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核心提示:小今年中秋國慶假期,石墨烯電池成為兩輪電動車市場新銳,為雅迪等行業(yè)頭部品牌帶來火爆銷售額。不久前,浙江大學又研制出新型石墨烯電池,快充1.1秒即可充滿電,頻繁充電

今年中秋國慶假期,石墨烯電池成為兩輪電動車市場新銳,為雅迪等行業(yè)頭部品牌帶來火爆銷售額。不久前,浙江大學又研制出新型石墨烯電池,快充1.1秒即可充滿電,頻繁充電不影響使用壽命,用于智能手機時即使每天充電多次也能讓電池使用幾十年。被譽為新材料“明星”的石墨烯,是一種由碳原子組成六角形呈蜂巢晶格的二維碳納米材料,正在國民經濟各領域發(fā)揮著重要作用。

石墨烯到底有何神奇之處?中國石墨烯產業(yè)涌現(xiàn)出哪些亮點?石墨烯將如何改變生產生活?記者在位于浙江省寧波市鎮(zhèn)海區(qū)的國家石墨烯創(chuàng)新中心進行了實地探訪。

“石墨烯是目前發(fā)現(xiàn)的最輕、最薄、最硬且柔性、透明、導電的材料?!眹沂﹦?chuàng)新中心主任劉兆平介紹,石墨烯具有優(yōu)異的導電性和導熱性,載流子遷移率是硅的10倍,有望用于制造超高比能動力電池和超高頻率芯片;其導熱性能優(yōu)于碳納米管,有望成為電子產品的新一代導熱散熱材料;它的硬度超過金剛石,強度是鋼的100倍,具有極高的透光率和比表面積,可用于柔性顯示和海水淡化等領域;作為硅基芯片的一種可能替代路線,由石墨烯材料制造的“碳基芯片”展現(xiàn)出迷人前景。

工業(yè)和信息化部2015年公布的《中國制造2025重點領域技術路線圖》指出,石墨烯材料集多種優(yōu)異性能于一體,是主導未來高科技競爭的超級材料,廣泛應用于電子信息、新能源、航空航天以及柔性電子等領域,可極大推動相關產業(yè)的快速發(fā)展和升級換代,市場前景巨大,有望催生產業(yè)規(guī)模千億元。

具體應用方面,石墨烯在業(yè)界有哪些“用武之地”?據(jù)介紹,從石墨烯涂層防霧膜制成的護目鏡,到應用于深海工程、海上風電的石墨烯防腐涂料,再到用石墨烯改性纖維制成的抗紫外、改善微循環(huán)和抑菌的紡織品……新材料“明星”均有良好表現(xiàn)。

石墨烯還可與銅箔、銅線等復合制成“超級銅”,其導電性能優(yōu)于銀。“如果全國10%的電機用上超級銅材料替換,那么全國一年可節(jié)省電能185億千瓦時,約等于葛洲壩電站一年的發(fā)電量?!眲⒄灼秸f。

國家石墨烯創(chuàng)新中心副主任周旭峰介紹,中心研發(fā)的石墨烯銅基復合材料,具有比銀更高的電導率,有望引領導電銅材的技術變革,突破電機能效提升瓶頸,驅動中國新一代高效能電機技術達到世界領先水平,滿足交通運輸與工業(yè)領域對于高端電機技術革新與國產化的需求,打造高效電力能源系統(tǒng)。

截至目前,隨著多項技術成果轉移轉化,國家石墨烯創(chuàng)新中心已在寧波市鎮(zhèn)海區(qū)孵化出柔碳電子、烯材暖科技等一批石墨烯電熱元件開發(fā)和應用企業(yè)。劉兆平介紹,國家石墨烯創(chuàng)新中心依據(jù)國內石墨烯產業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢,從規(guī)?;苽?、產業(yè)化應用、行業(yè)質量等三個方面制定了石墨烯產業(yè)技術路線圖?!拔磥?,中心將聚焦新能源、航空航天、海洋工程等重點領域,開展共性技術研發(fā)攻關,推進技術轉移擴散和首次商業(yè)化,全力提升石墨烯產業(yè)技術創(chuàng)新能力?!眲⒄灼秸f。

(編輯:月兒)


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