石墨烯，當(dāng)今發(fā)現(xiàn)的世界上最纖薄、電阻率最小，卻最堅(jiān)硬的納米材料，被經(jīng)濟(jì)學(xué)界和科技界專家普遍認(rèn)為是革命性的新材料，應(yīng)用非常廣泛，發(fā)展前景巨大，已在國(guó)內(nèi)外資本市場(chǎng)掀起軒然大波。有專家預(yù)測(cè)，這個(gè)新材料未來(lái)將撬動(dòng)至少千億級(jí)的產(chǎn)業(yè)鏈……

    石墨烯是目前發(fā)現(xiàn)的最薄、最堅(jiān)硬、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最強(qiáng)的新型納米材料， 從2004年石墨烯在實(shí)驗(yàn)室被正式制備以來(lái)，受到全球廣泛關(guān)注，被譽(yù)為“新材料之王”。世界各國(guó)紛紛將石墨烯及其應(yīng)用技術(shù)作為長(zhǎng)期戰(zhàn)略發(fā)展方向，以期在由石墨烯引發(fā)的新一輪產(chǎn)業(yè)革命中占據(jù)主動(dòng)和先機(jī)。

    平價(jià)石墨烯時(shí)代到來(lái)
    中國(guó)已成為全球范圍內(nèi)關(guān)于石墨烯的出版物和專利的領(lǐng)先者。數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)申請(qǐng)的石墨烯專利數(shù)量已超過(guò)2200項(xiàng)，占全世界的1/3，位居全球首位。目前已初步形成了政府、科研機(jī)構(gòu)、研發(fā)和應(yīng)用企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新的官產(chǎn)學(xué)研合作對(duì)接機(jī)制，并涌現(xiàn)出了一大批石墨烯相關(guān)企業(yè)，在基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)方面誕生一大批優(yōu)秀成果。

     濟(jì)南圣泉集團(tuán)股份有限公司更是走出了一條生物質(zhì)石墨烯艱難探索創(chuàng)新發(fā)展之路，加速了中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用進(jìn)程。圣泉專注于生物質(zhì)及各類新材料的研發(fā)與綜合利用，經(jīng)過(guò)三十多年的創(chuàng)新發(fā)展，形成了獨(dú)具圣泉特色的生物質(zhì)綜合利用產(chǎn)業(yè)鏈，成為全球生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的佼佼者。主導(dǎo)產(chǎn)品呋喃樹(shù)脂和酚醛樹(shù)脂產(chǎn)銷規(guī)模處于領(lǐng)先地位，公司是國(guó)家“神舟”系列飛船返回艙保溫原材料指定制造商。近年來(lái)在生物質(zhì)石墨烯、生物醫(yī)藥、健康食品、軌道交通復(fù)合材料等領(lǐng)域誕生大批高新技術(shù)成果，其產(chǎn)品品質(zhì)、經(jīng)營(yíng)模式等贏得行業(yè)廣泛認(rèn)可。

     圣泉集團(tuán)自2008年開(kāi)始不遺余力地開(kāi)展生物質(zhì)綜合利用與產(chǎn)業(yè)化研究。經(jīng)過(guò)與中科院化學(xué)所、清華大學(xué)、山東大學(xué)、天津大學(xué)等國(guó)內(nèi)知名院校的合作攻關(guān)，對(duì)以玉米芯為主的生物質(zhì)各元素深度開(kāi)發(fā)，積累了一系列研發(fā)成果和經(jīng)驗(yàn)。2014年6月，公司與黑龍江大學(xué)付宏剛教授長(zhǎng)江學(xué)者團(tuán)隊(duì)合作聯(lián)合開(kāi)發(fā)生物質(zhì)石墨烯制備工藝，由對(duì)方提供工藝配方和核心技術(shù)，圣泉負(fù)責(zé)原材料的研究、工業(yè)化大生產(chǎn)和應(yīng)用方面的實(shí)驗(yàn)研究。經(jīng)過(guò)雙方一年的努力，運(yùn)用“基團(tuán)配位組裝法”工藝方法制備生物質(zhì)石墨烯宣告成功，在全球首創(chuàng)了以生物質(zhì)為原料制備石墨烯的先河，并通過(guò)公司科研團(tuán)隊(duì)在原料、工藝流程、后處理精制等過(guò)程上的不斷優(yōu)化和創(chuàng)新，初步解決了石墨烯改性和分散這兩大世界性難題，使生物質(zhì)石墨烯具有了更加優(yōu)異的性能，全球首條100噸/年生物質(zhì)石墨烯工業(yè)化生產(chǎn)線已于今年10月在圣泉集團(tuán)成功投產(chǎn)。圣泉將以1元每克的價(jià)格向市場(chǎng)供應(yīng)生物石墨烯。

    石墨烯的廣泛應(yīng)用
    將石墨烯加入到酚醛樹(shù)脂中，固化后抗沖擊強(qiáng)度可提高150%，彎曲強(qiáng)度提高40%;加入到軌道交通新型復(fù)合材料“輕芯鋼”上，可有效提升該材料強(qiáng)度一倍以上，同時(shí)其抗沖擊、抗彎曲性能和耐磨性均有顯著提升，且無(wú)毒、氣體釋放量小，適宜大量使用在高鐵、汽車、輪船、飛機(jī)等高端內(nèi)飾材料上。

    目前在橡膠、皮革和塑料上的應(yīng)用已經(jīng)取得顯著成果。據(jù)山東理工大學(xué)與圣泉集團(tuán)共同出具的檢測(cè)報(bào)告顯示，在橡膠中添加1.5%的石墨烯，拉伸強(qiáng)度提高了90%，在PVB中添加1%石墨烯，拉伸強(qiáng)度提高了120%，在橡膠中添加10%的石墨烯，電導(dǎo)率提高了1000倍以上;將石墨烯加入到皮革中，能有效增加強(qiáng)度，提高防火性能，同時(shí)自然具有防靜電性能，目前僅在皮革表面PU層的的市場(chǎng)用量達(dá)到100萬(wàn)噸，加入1%的石墨烯，需求達(dá)一萬(wàn)噸;尤其在急需提升品質(zhì)的汽車內(nèi)飾皮革材料中加入石墨烯，可有效提高防火等級(jí)，材料強(qiáng)度、抗耐磨度、抗撕裂度、柔軟度和光澤度等均有顯著提升。

    而在可預(yù)見(jiàn)的一段時(shí)間內(nèi)，最有可能因?yàn)槭┑膹V泛應(yīng)用而被改寫(xiě)發(fā)展史的，將是汽車產(chǎn)業(yè)。用在剎車片上，磨損率大幅降低，同時(shí)在高溫下保證了摩擦系數(shù)的穩(wěn)定;加到輪胎上，可增加輪胎強(qiáng)度，有效延長(zhǎng)輪胎使用壽命;用在汽車濾紙行業(yè)，其具備的良好散熱性和超強(qiáng)導(dǎo)電性，可確保及時(shí)釋放靜電荷，減少因劇烈摩擦引起的溫度驟升。

    圣泉還先考慮將石墨烯應(yīng)用于和大眾生活密切相關(guān)的領(lǐng)域，在纖維上進(jìn)行了積極探索并取得重大突破。公司與青島大學(xué)曲麗君教授科研團(tuán)隊(duì)合作研發(fā)了生物質(zhì)石墨烯粘膠纖維紡絲技術(shù)，與東華大學(xué)聯(lián)合開(kāi)發(fā)了生物質(zhì)石墨烯滌綸、錦綸纖維制備工藝，他們將這種復(fù)合纖維命名為“內(nèi)暖”纖維。圣泉集團(tuán)計(jì)劃將生物質(zhì)石墨烯應(yīng)用到軍服上，使士兵在冬季告別臃腫的防寒服裝，應(yīng)用于普通保暖服飾，讓愛(ài)美人士在冬天“既有風(fēng)度，又有溫度”。同時(shí)據(jù)記者了解，圣泉集團(tuán)還有意在減肥服裝等多方面進(jìn)行探索。一系列的“智能多功能”特性，讓這些外表看似普通的內(nèi)衣、襪子、T恤、坐墊、枕頭等與我們?nèi)粘Ｉ钕⑾⑾嚓P(guān)的產(chǎn)品立即變得神奇起來(lái)。圣泉集團(tuán)生產(chǎn)的石墨烯內(nèi)暖纖維，有長(zhǎng)絲、短纖，而且規(guī)格齊全，短纖可與莫代爾、黏膠、棉、普通腈綸等其他各種纖維搭配混紡，長(zhǎng)絲可與各種纖維交織，制備不同功能需求的紗線面料。在紡織領(lǐng)域，可以制成內(nèi)衣、內(nèi)褲、外衣、襪類、嬰幼服飾、家居面料、戶外外套等。

    今年7月27日，在山東省經(jīng)信委組織的生物質(zhì)石墨烯“內(nèi)暖”纖維及其在紡織領(lǐng)域中的應(yīng)用科技成果鑒定會(huì)上，以中國(guó)工程院姚穆院士為主任的鑒定委員會(huì)一致認(rèn)為，圣泉生物質(zhì)石墨烯“內(nèi)暖”纖維，是一種全新的智能多功能復(fù)合纖維，具有激活免疫細(xì)胞、防護(hù)紫外線、改善微循環(huán)、抗菌抑菌、增溫增陽(yáng)等特性，主要技術(shù)指標(biāo)及性能達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。生物質(zhì)石墨烯“內(nèi)暖”纖維的問(wèn)世，使圣泉占領(lǐng)了全球石墨烯生產(chǎn)及應(yīng)用新高地?？蒲?、生產(chǎn)與應(yīng)用緊密結(jié)合，生物質(zhì)石墨烯在功能性纖維制品上的成功應(yīng)用，打開(kāi)了生物質(zhì)石墨烯大規(guī)模商品化應(yīng)用的一扇天窗。

    石墨烯發(fā)展前景
    在當(dāng)前新一輪產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和科技革命的大背景下，石墨烯新材料產(chǎn)業(yè)將對(duì)全球經(jīng)濟(jì)、科技、環(huán)境等各個(gè)領(lǐng)域都將產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

    日前，國(guó)家主席習(xí)近平訪問(wèn)英國(guó)期間，在英國(guó)財(cái)政大臣喬治?奧斯本的陪同下參觀曼徹斯特大學(xué)的石墨烯研究所，并積極推動(dòng)兩國(guó)之間的石墨烯合作項(xiàng)目。石墨烯在未來(lái)的發(fā)展前景如何，為此，我們采訪了山東省科技廳技術(shù)市場(chǎng)辦公室主任廉榮，他告訴《中國(guó)經(jīng)濟(jì)信息》記者，石墨烯是目前發(fā)現(xiàn)的硬度最高、韌性最強(qiáng)的納米材料，在電子學(xué)、光學(xué)、磁學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、催化、儲(chǔ)能和傳感器等領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊，世界各國(guó)紛紛將石墨烯及其應(yīng)用技術(shù)研發(fā)作為長(zhǎng)期戰(zhàn)略予以重點(diǎn)關(guān)注。未來(lái)10年，石墨烯具有提升和變革若干產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的巨大潛力，同時(shí)也有望在全球創(chuàng)造大量就業(yè)機(jī)會(huì)。因而，從技術(shù)角度審視石墨烯究竟對(duì)哪些具體產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域更為重要非常關(guān)鍵。

    未來(lái)10年，石墨烯將先后在復(fù)合材料、透明半導(dǎo)體材料、能源、光子、光電子和傳感器等領(lǐng)域走向應(yīng)用。從時(shí)間表來(lái)看，未來(lái)2年到3年內(nèi)石墨烯最有希望的應(yīng)用將是復(fù)合材料。一家名為Head的歐洲公司，正在利用石墨烯生產(chǎn)網(wǎng)球拍;另一家歐洲公司也正準(zhǔn)備推出加入石墨烯的自行車輪胎;還有一家公司正將注意力轉(zhuǎn)向具有機(jī)械特性和熱力特性的復(fù)合材料。這些應(yīng)用都屬于復(fù)合材料領(lǐng)域。其后，將是透明導(dǎo)電材料如手機(jī)和電視屏幕等。未來(lái)5年內(nèi)，石墨烯在能源領(lǐng)域也將大有作為，如石墨烯電池和石墨烯超級(jí)電容器等。未來(lái)5年到10年內(nèi)，石墨烯將在光學(xué)、光子學(xué)和傳感器等領(lǐng)域，如光感測(cè)器、激光感測(cè)器、調(diào)制器及數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備等方面得到應(yīng)用。