眼下，被稱為“新材料之王”的石墨烯正成為新興產(chǎn)業(yè)的一顆明星，眾多企業(yè)及機(jī)構(gòu)將研發(fā)重點(diǎn)瞄向這一領(lǐng)域，不少城市則描繪起了“百億”甚至“千億”石墨烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展藍(lán)圖。的確，眾多高分子材料只要與石墨烯“聯(lián)姻”便頓時(shí)改變了其固有的性能，可謂是“點(diǎn)石成金”，一變百變，演化出神奇的“裂變”效果。
神奇的石墨烯
石墨烯結(jié)構(gòu)圖
2004年，英國曼徹斯特大學(xué)科學(xué)家安德烈·海姆（Andre Geim）和康斯坦丁·諾沃肖洛夫（Konstantin Novoselov）從石墨中剝離出了石墨烯并在2010年獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。由此，全球更多的科學(xué)家加入了對(duì)石墨烯的探索之中，有科學(xué)家斷言石墨烯將引發(fā)材料界的一場(chǎng)新革命。
石墨烯有著罕見的特性：由碳原子構(gòu)成的只有一層原子厚度的二維晶體，是目前發(fā)現(xiàn)的最薄、強(qiáng)度最高、室溫下導(dǎo)電性最好、散熱性最快的一種新型納米材料，強(qiáng)度是鋼的200倍，拉伸形變能達(dá)到20%。
正是石墨烯在電學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)以及強(qiáng)度等方面的特能，引發(fā)了其在新能源、機(jī)械裝備、交通運(yùn)輸、航空航天、紡織、電子、電池等領(lǐng)域良好的應(yīng)用和發(fā)展前景，因而石墨烯應(yīng)用開發(fā)呈迅猛之勢(shì)。
中國自2012年開始相繼推出支持石墨烯新材料發(fā)展的政策，2015年國家發(fā)改委、工信部、科技部三部委下發(fā)《關(guān)于加快石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的若干意見》，提出了將石墨烯打造為先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，規(guī)劃到2020年形成完善的石墨烯產(chǎn)業(yè)體系。
來自中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟的消息說，截止到2016年8月底，中國從事石墨烯研發(fā)、生產(chǎn)、應(yīng)用等相關(guān)企業(yè)數(shù)量超過400家，約占全球石墨烯企業(yè)數(shù)量的75%，中國申請(qǐng)的石墨烯專利技術(shù)超過3000項(xiàng)，占全球石墨烯專利技術(shù)的30%以上。目前，我國石墨烯產(chǎn)能總計(jì)已達(dá)7000噸，開發(fā)的石墨烯新產(chǎn)品超過100種以上。
專家預(yù)測(cè)，到2020年石墨烯帶動(dòng)的新能源、電子信息、塑料、橡膠、涂料環(huán)保、生物醫(yī)藥、服裝等行業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模將突破1500億元。
演繹“點(diǎn)石成金”
圣泉集團(tuán)董事長(zhǎng)唐一林（右一）在給客戶介紹石墨烯產(chǎn)品性能 鞠傳江 攝影
在山東濟(jì)南圣泉集團(tuán)的石墨烯研究院里，集團(tuán)董事長(zhǎng)唐一林親自給記者演示了他們開發(fā)的眾多含有石墨烯纖維的穿戴用品，含有石墨烯的襯衣和被子可以在幾秒鐘之內(nèi)將溫度提升至高于體溫2度。他們開發(fā)的這些產(chǎn)品投放到市場(chǎng)迅速被消費(fèi)者認(rèn)可。這家公司從2008年開始和國內(nèi)外眾多院校合作研究有關(guān)石墨烯的課題。目前，圣泉不僅從植物秸稈玉米芯中創(chuàng)造性地生產(chǎn)出了生物質(zhì)石墨烯，而且還生產(chǎn)出了玉米芯纖維，同時(shí)將石墨烯與玉米芯纖維復(fù)合生產(chǎn)出內(nèi)暖纖維，并實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，目前擁有全球首條年產(chǎn)量100噸的石墨烯生產(chǎn)線，今年9月，這一石墨烯內(nèi)暖纖維榮獲2016年意大利國家科技創(chuàng)新獎(jiǎng)。
他們以石墨烯內(nèi)暖纖維為原材料創(chuàng)造性研發(fā)出了上百個(gè)衍生產(chǎn)品，這些產(chǎn)品兼具抗菌抑菌、低溫遠(yuǎn)紅外、改善微循環(huán)、祛濕透氣等顯著性能，上市以來備受消費(fèi)者歡迎。目前，年產(chǎn)1000噸石墨烯及3萬噸石墨烯功能纖維項(xiàng)目正在緊張建設(shè)之中。
唐一林董事長(zhǎng)為外國來賓介紹石墨烯紡織品的特殊性能 鞠傳江 攝影
由于石墨烯內(nèi)暖纖維顯現(xiàn)的廣闊市場(chǎng)前景已經(jīng)引起了海外著名紡織、服裝企業(yè)的注意。目前，這家公司已和意大利、日本、韓國等開展合作，先后與意大利國家科技能源發(fā)展研究中心、意大利普拉托紡織廠、意大利童裝生產(chǎn)企業(yè)、日本伊藤忠等多家纖維和服飾巨頭達(dá)成合作協(xié)議，圣泉石墨烯內(nèi)暖纖維及系列產(chǎn)品開始走向海外市場(chǎng)。
這一創(chuàng)新性的產(chǎn)品給這家公司帶來可觀的效益，據(jù)圣泉集團(tuán)披露，今年上半年度報(bào)告完成營(yíng)收16.26億元，同比下降5.59%，但是其凈利潤(rùn)1.95億元，同比卻上升21.74%。唐一林坦言，石墨烯新產(chǎn)品成為公司利潤(rùn)的新增長(zhǎng)點(diǎn)，也使公司的轉(zhuǎn)型之路越走越寬。
石墨烯催生新興產(chǎn)業(yè)集群
圣泉集團(tuán)董事長(zhǎng)唐一林（左）接受意大利國家科技創(chuàng)新大獎(jiǎng)
產(chǎn)業(yè)資本涌入石墨烯產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域引發(fā)的開發(fā)熱潮以至于吸引了石墨烯的發(fā)現(xiàn)者、諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者安德烈·海姆，他于今年9月與青島的兩家公司共同投資7000萬成立青島德安新碳復(fù)合材料有限公司，開展石墨烯工程塑料、石墨烯納米復(fù)合材料及其設(shè)備的設(shè)計(jì)、開發(fā)、生產(chǎn)及商業(yè)化應(yīng)用。
在“石墨之鄉(xiāng)”山東省萊西市南墅鎮(zhèn)已經(jīng)聚集了14家石墨及石墨烯產(chǎn)業(yè)集群。
中國的石墨烯開發(fā)不斷傳出好消息：石墨烯與傳統(tǒng)電池材料融合的“黑金王”電池使電池性能提升20%以上，今年4月面市以來訂單超過10億。
專家介紹，一批有實(shí)力的企業(yè)已經(jīng)成功地將石墨烯融入紡織原料、海工涂料、鋰電池制造、節(jié)能環(huán)保、海水淡化、輪胎等領(lǐng)域，耐久性提升5倍的防腐涂料、導(dǎo)電率提升3個(gè)數(shù)量級(jí)的鋰電池和治污能力提升150倍的光催化網(wǎng)、耐磨性提升20%以上的輪胎全是因?yàn)橛辛松衿娴氖?
“未來的石墨烯產(chǎn)業(yè)是一塊大蛋糕，誰能夠取得關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù)的突破誰就會(huì)切更多的蛋糕?！敝袊茖W(xué)院院士、北京大學(xué)納米科學(xué)與技術(shù)研究中心主任劉忠范說。
一場(chǎng)精彩的產(chǎn)業(yè)聚集才剛剛開始，人們期待著石墨烯應(yīng)用技術(shù)的新突破和產(chǎn)業(yè)的新裂變！
關(guān)于作者：鞠傳江，中國日?qǐng)?bào)山東記者站站長(zhǎng)
