我國(guó)已把石墨烯作為國(guó)家級(jí)重要戰(zhàn)略材料列入國(guó)家“十三五”規(guī)劃

“自2010年，英國(guó)曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫教授捧起諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)那一刻起，石墨烯一舉成為舉世矚目的新材料?！?

目前，歐洲、美國(guó)、日本、中國(guó)等眾多國(guó)家，都把石墨烯列為本世紀(jì)最重要的新材料進(jìn)行研究和開(kāi)發(fā)，并已在新能源、電子、新材料等方面取得重要進(jìn)展和初步應(yīng)用效果，顯示出廣泛的應(yīng)用前景。

將石墨烯與普通纖維復(fù)合，具有抗菌、抗螨蟲(chóng)、抗熱、抗切割、抗靜電、抗紫外線、遠(yuǎn)紅外發(fā)熱和傳導(dǎo)清涼等特殊功能，可廣泛應(yīng)用于面料、服裝、家紡、針織等紡織品。目前，歐洲、美國(guó)、日本、中國(guó)等眾多國(guó)家，都把石墨烯列為本世紀(jì)最重要的新材料進(jìn)行研究和開(kāi)發(fā)，我國(guó)已把石墨烯作為國(guó)家級(jí)重要戰(zhàn)略材料列入國(guó)家“十三五”規(guī)劃。

3月15日至17日，在上海舉行的中國(guó)國(guó)際紡織紗線展覽會(huì)上， “中國(guó)智造”的石墨烯纖維引發(fā)關(guān)注。許多專家表示，目前石墨烯的應(yīng)用分為重應(yīng)用和輕應(yīng)用兩種，重應(yīng)用需要大量資金的投入和較長(zhǎng)周期的開(kāi)發(fā)，從而根本上借助石墨烯單層原子優(yōu)勢(shì)替代傳統(tǒng)材料，比如石墨烯在電池、半導(dǎo)體芯片等領(lǐng)域的應(yīng)用，但這類應(yīng)用受限于目前的技術(shù)和產(chǎn)量無(wú)法迅速普及，大多還停留在實(shí)驗(yàn)室階段。

而石墨烯的輕應(yīng)用是面向民用的、可以快速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化并能夠給消費(fèi)者帶來(lái)較高性價(jià)比的應(yīng)用，比如石墨烯發(fā)熱和過(guò)濾。值得一提的是，目前已有企業(yè)將石墨烯應(yīng)用到紡織領(lǐng)域。近年來(lái)，石墨烯在紡織領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，石墨烯制備高性能紡織纖維及進(jìn)行紡織品功能整理也漸成行業(yè)研究熱點(diǎn)。

石墨烯具有優(yōu)異的抗菌性能、低溫遠(yuǎn)紅外功能，將石墨烯整理到織物上，即可制備抗菌織物。相對(duì)于傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)、有機(jī)抗菌劑，石墨烯基本沒(méi)有細(xì)胞毒性，更適合與人體皮膚直接接觸，具有親膚養(yǎng)膚的作用。

蘭州大學(xué)教授拜永孝認(rèn)為，石墨烯織物是指石墨烯材料與普通紡織品有效結(jié)合，在保持紡織品各項(xiàng)基本性能的同時(shí)，具有石墨烯某一種或幾種獨(dú)特性質(zhì)的紡織產(chǎn)品。石墨烯紡織品在導(dǎo)電、防輻射、防紫外線、抗菌、特殊防護(hù)和智能織物等領(lǐng)域都有巨大的應(yīng)用前景。據(jù)了解，目前已有家紡企業(yè)開(kāi)始將石墨烯進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，并成功制造出集超強(qiáng)低溫遠(yuǎn)紅外、抗菌抑菌等多種功能于一身的石墨烯健康產(chǎn)品，在改善微循環(huán)、促進(jìn)新陳代謝方面起到了至關(guān)重要的作用。

據(jù)業(yè)內(nèi)人士透漏，石墨烯在智能紡織品領(lǐng)域也大有發(fā)展。之所以選擇將石墨烯應(yīng)用到智能紡織領(lǐng)域是看重了石墨烯良好的導(dǎo)熱性，由于石墨烯的電熱轉(zhuǎn)換效能可達(dá) 99%，與其他發(fā)材料相比有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì);其次，傳統(tǒng)的電阻絲發(fā)熱，容易發(fā)生短路著火、遇水聯(lián)電不安全、人體舒適感低等情況。把石墨烯嵌入到纖維結(jié)構(gòu)，捻線織成的布可支持 3.7V 安全電壓，并可根據(jù)情況通過(guò) APP 控制升溫速度及溫度。就用戶體驗(yàn)來(lái)講，提升了安全性及舒適度。除了發(fā)熱速度快之外，其在發(fā)熱均勻度、發(fā)熱效率方面比碳纖維和電阻絲要優(yōu)秀一些。而作為石墨烯紡織物的柔軟、不怕折疊、可水洗的特性就更勝一籌。

中國(guó)紡織品商業(yè)協(xié)會(huì)新技術(shù)推廣應(yīng)用中心主任王黎明介紹，在紡織行業(yè)，國(guó)內(nèi)企業(yè)已研制出石墨烯復(fù)合纖維，并實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，目前處于國(guó)際領(lǐng)先地位。“據(jù)我所知，美國(guó)還沒(méi)有企業(yè)生產(chǎn)石墨烯復(fù)合纖維，他們把精力集中在航空航天、儲(chǔ)能電池等更尖端的領(lǐng)域。而我國(guó)是紡織大國(guó)，又具有較強(qiáng)的科技實(shí)力，所以研制石墨烯復(fù)合纖維無(wú)可厚非，而且具有很大的應(yīng)用價(jià)值?！?

但專家表示石墨烯復(fù)合纖維的產(chǎn)業(yè)化，在我國(guó)剛剛起步。南通強(qiáng)生石墨烯科技有限公司展臺(tái)專家客戶云集，他們的技術(shù)和產(chǎn)品引起了業(yè)內(nèi)廣泛關(guān)注。

據(jù)介紹，強(qiáng)生從2009年開(kāi)始，成立了由來(lái)自美國(guó)、歐盟和中國(guó)的科學(xué)家組成的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，專注石墨烯產(chǎn)業(yè)化和后續(xù)應(yīng)用研究。經(jīng)過(guò)8年多的不懈努力和深入研究，在單層石墨烯的工業(yè)化制備和石墨烯復(fù)合功能纖維材料研究及產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)方面，取得重大突破，其中最大的一項(xiàng)突破在于石墨烯原料成本大幅下降。

“我們?cè)跊Q定開(kāi)發(fā)石墨烯產(chǎn)業(yè)時(shí)，就堅(jiān)定一定要把原料掌控在自己手里?！? 南通強(qiáng)生董事長(zhǎng)沙曉林告訴記者，當(dāng)年剛開(kāi)始進(jìn)入石墨烯領(lǐng)域時(shí)，原料要從美國(guó)進(jìn)口，“價(jià)格要每克500元，比黃金還貴。如今，在我們科研團(tuán)隊(duì)的不斷努力下，每克只需要1元?！?

強(qiáng)生歷時(shí)多年研究成功的全球最新石墨烯原料制備技術(shù)，最大的進(jìn)展在于采用常溫常壓的插層-剝離生產(chǎn)工藝，該工藝生產(chǎn)流程短、效率高、產(chǎn)品單層率高、成本低、生產(chǎn)過(guò)程綠色環(huán)保?！斑@也是我們顛覆原料成本的關(guān)鍵所在?！鄙硶粤终f(shuō)。

據(jù)了解，石墨烯原料制備工藝和技術(shù)經(jīng)中國(guó)上?？萍记閳?bào)所查新，具有完全知識(shí)產(chǎn)權(quán)，相應(yīng)的石墨烯系列產(chǎn)品經(jīng)國(guó)內(nèi)外第三方權(quán)威機(jī)構(gòu)證明，其單層率均達(dá)到99%的先進(jìn)水平。并且通過(guò)了中國(guó)工程院院士、上海大學(xué)孫晉良教授領(lǐng)銜的專家委員會(huì)的評(píng)審，認(rèn)為強(qiáng)生石墨烯生產(chǎn)工藝和技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

沙曉林表示，不僅掌握了讓石墨烯纖維飛入尋常百姓家的國(guó)際尖端技術(shù)，更要把目光瞄準(zhǔn)了打造國(guó)際石墨烯品牌的長(zhǎng)遠(yuǎn)夢(mèng)想。

目前，強(qiáng)生已擁有一條年產(chǎn)10噸的石墨烯原料生產(chǎn)線，并已穩(wěn)定運(yùn)行和正常生產(chǎn)一年多時(shí)間，正在規(guī)劃建設(shè)年產(chǎn)100噸的石墨烯原料生產(chǎn)線，也計(jì)劃于今年5月投入生產(chǎn)。

中國(guó)是世界紡織大國(guó)，年產(chǎn)各種纖維近5000萬(wàn)噸，化纖產(chǎn)量占世界總量的70%，滌綸、錦綸等常規(guī)品種的技術(shù)、規(guī)模都是世界領(lǐng)先，但因普遍存在同質(zhì)化嚴(yán)重、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)性過(guò)剩等問(wèn)題，致使近年來(lái)行業(yè)效益不高，常規(guī)化纖等傳統(tǒng)行業(yè)轉(zhuǎn)型已迫在眉睫。

近年來(lái)，強(qiáng)生把開(kāi)發(fā)和應(yīng)用石墨烯復(fù)合纖維作為石墨烯應(yīng)用的突破口和制高點(diǎn)，因此，強(qiáng)生石墨烯把研發(fā)石墨烯復(fù)合功能纖維和產(chǎn)業(yè)化，作為最重點(diǎn)的課題和任務(wù)。并且提出了“7+7”發(fā)展規(guī)劃，即開(kāi)發(fā)7種與常規(guī)化纖復(fù)合的纖維，7種與特殊纖維復(fù)合的纖維。

目前，強(qiáng)生石墨烯復(fù)合錦綸、滌綸、氨綸已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，石墨烯復(fù)合高強(qiáng)聚乙烯、芳綸、碳纖維等高端復(fù)合纖維的研發(fā)，也已取得重要進(jìn)展。石墨烯復(fù)合功能纖維的廣泛推廣和應(yīng)用，將對(duì)我國(guó)紡織產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，起到重要的推進(jìn)作用。

強(qiáng)生凱瑞石墨烯復(fù)合纖維，包括了優(yōu)異的抗菌抑菌功能：對(duì)大腸桿菌、金色葡萄球菌、革蘭氏細(xì)菌24小時(shí)滅菌率達(dá)到99.9%。

超強(qiáng)的抗螨滅螨功能：塵螨是引起哮喘、過(guò)敏性鼻炎、濕疹甚至窒息的重要過(guò)敏源。強(qiáng)生凱瑞石墨烯復(fù)合纖維24小時(shí)滅螨率達(dá)到95%的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(三級(jí)為60%、二級(jí)為80%)。以及強(qiáng)力的遠(yuǎn)紅外發(fā)熱功能、超強(qiáng)的抗紫外功能和超強(qiáng)的抗熱耐磨功能。

中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟教授李義春表示，目前我國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)炒作多、產(chǎn)業(yè)化少，加快石墨烯產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用是關(guān)鍵中的關(guān)鍵。為此，強(qiáng)生石墨烯一方面在石墨烯原料生產(chǎn)技術(shù)上不斷深入研發(fā)，在大幅提升質(zhì)量的同時(shí)，大幅降低成本。目前，強(qiáng)生石墨烯成本已降至國(guó)外產(chǎn)品的三十分之一。同時(shí)，借助石墨烯原料的低成本優(yōu)勢(shì)，在復(fù)合纖維價(jià)格上，更加貼近中國(guó)紡織纖維市場(chǎng)的需求。

沙曉林表示，“強(qiáng)生石墨烯復(fù)合纖維，必將為助推我國(guó)紡織業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)做出重要貢獻(xiàn)?！?

“而作為新鮮事物，石墨烯用于紡織原料也需要制定市場(chǎng)準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)。”王黎明表示，石墨烯“民用化”的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)正在推進(jìn)中。