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用秸稈生產(chǎn)石墨烯,天方夜譚?
“我們歷時多年攻關,從玉米芯中提取石墨烯,將石墨烯與玉米芯纖維復合生產(chǎn)出內(nèi)暖纖維,進而推出石墨烯‘內(nèi)暖’纖維產(chǎn)品?!比珖舜蟠?、濟南圣泉集團股份有限公司董事長唐一林向記者表示,這種紡織產(chǎn)品因加入了石墨烯材料,具有低溫遠紅外、抗菌抑菌、抗靜電等多種功能。
全國政協(xié)委員、清華大學化學系教授李景虹6日在接受記者采訪時表示,秸稈中提取石墨烯是創(chuàng)新之舉。一方面利用農(nóng)廢產(chǎn)品加工變廢為寶,減少了秸稈焚燒對環(huán)境的破壞;另一方面解決了用于紡織的石墨烯大規(guī)模生產(chǎn)問題。李景虹多年從事化學、材料學研究。以他為完成人的“石墨烯的電分析化學和生物分析化學研究”榮獲“2015年度國家自然科學獎二等獎?!?/p>
石墨烯材料用于紡織品,意味著這種“新材料”走進了百姓生活。
石墨烯是什么?它是一種由碳原子緊密排列而成的蜂窩狀結構的二維晶體,看上去近似一張六邊形網(wǎng)格構成的平面。它是目前薄的材料,單層石墨烯只有一個碳原子的厚度,屬于納米材料的一種。它的厚度只有0.34納米,一片1毫米厚的石墨片由近300萬層石墨烯堆垛而成。
石墨烯的問世引起全世界的研究熱潮,許多專家稱之為“改變21世紀的材料”。有人預言,石墨烯有望成為讓“薄得像紙一樣的透明手機”“像襯衣一樣的防彈衣”等科幻產(chǎn)品變成現(xiàn)實的“點金石”。
“上個世紀,物理學家通過理論計算判斷二維材料在自然中根本不存在。用海姆自己的話說,石墨烯曾經(jīng)是他三朵‘思想的云’之一,由好奇心驅使通過不斷探索被發(fā)現(xiàn)的?!崩罹昂缯f。
李景虹認為,石墨烯之所以被稱為“改變21世紀的材料”,因為它兼具多種獨特性能。比如,石墨烯具有*的導電性,遷移率是硅的100倍;導熱性能優(yōu)于碳納米管,有望成為未來超大規(guī)模納米集成電路的散熱材料;具有比金剛石還堅硬、是鋼鐵100倍的機械強度;*的透光率;*的比表面積,有望成為潛力巨大的儲能材料等。
“基于以上性能,石墨烯在觸摸屏、電子器件、儲能電池、傳感器、半導體、航天、生物醫(yī)藥等領域擁有廣闊的應用前景?!崩罹昂缯f,“但是石墨烯材料從整體上尚處于研發(fā)階段,在不同領域產(chǎn)生具體產(chǎn)品的時間有早有晚。有的可能三到五年,也有的可能幾十年。”
全國政協(xié)委員、中國科學院院士高鴻鈞曾表示,石墨烯在未來電子器件上具有誘人的應用前景,被看做是石墨烯研究可能突破、實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的領域,成為國際上的研究熱點和競爭焦點。
“我們課題組長期關注生物分析方法和生物傳感的研究,2007年開始就把石墨烯引入生物分析領域。經(jīng)過持續(xù)探索,我們揭示了石墨烯電化學和電分析化學的基本規(guī)律,發(fā)展了石墨烯生物分析的新方法和研制了新型石墨烯生物傳感。未來的石墨烯傳感器可以用于醫(yī)療領域的血糖、前列腺癌癥標志物的高精度檢測?!崩罹昂缯f。
新一輪產(chǎn)業(yè)升級和科技創(chuàng)新大背景下,新材料產(chǎn)業(yè)成為未來高新技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基石和先導。目前,英國、美國、韓國等多國正著手推動石墨烯產(chǎn)業(yè)化。我國是石墨烯研究和應用開發(fā)活躍的國家之一,2015年出臺《關于加快石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的若干意見》,并在全球率先啟動了石墨烯國家標準制定工作。
“雖然前景光明,但存在的問題也不少?!痹谔埔涣挚磥恚覈┊a(chǎn)業(yè)化發(fā)展還存在規(guī)?;苽潢P鍵性技術和成套裝備亟待完善,材料應用開發(fā)嚴重滯后,有影響力的企業(yè)很少參與,一些企業(yè)熱炒概念,忽視知識產(chǎn)權建設和保護等問題。
“十三五”規(guī)劃綱要草案在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動專欄中提出,要大力發(fā)展形狀記憶合金、自修復材料等智能材料,石墨烯、超材料等納米功能材料。
唐一林建議,推進意見的穩(wěn)步落實,加快國標制定,在“十三五”規(guī)劃中統(tǒng)籌石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展,指導相關地區(qū)因地制宜制定本地區(qū)石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃,促進上下游聯(lián)動,避免低水平重復。
作者:余曉潔 侯麗軍 劉斐 2016年03月07日 來源:新華網(wǎng)