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会议专题

2017中国国际石墨烯创新大会召开之前(上)

2017-09-13 10:29:42   来源:科技日报

  9月24日,2017中国国际石墨烯创新大会即将在南京拉开帷幕,在为期三天的盛会上,将展示从国内外征集的100多项石墨烯科研创新成果,在贴近民生需求、推动制造业发展,以及石墨烯关键制备等方面精彩呈现,让之前“高大上”得似乎有些玄妙的石墨烯特性,实现“接地气”看得见能摸着的创新应用。
  贴近人们生活需求
  可穿戴设备面临的挑战之一是佩戴性,目前多数智能手表、手环不够精巧、耐用和美观,更别提智能服装了。英国曼彻斯特大学的科研人员2015年在自然出版集团旗下的《科学报告》期刊发表论文称,石墨烯凭借其高导电性、超薄、柔性和坚固等特色,被证明是可穿戴电子设备的重要元素。
  此次石墨烯创新大会上,将展示我国研发人员根据人们日常生活需要开发的石墨烯柔性电热膜,并通过不同生产方式产生形态各异的柔性石墨烯发热膜,可应用于智能穿戴设备,其中石墨烯智能加热服集保暖和热疗功能于一体,能满足人们随时热疗和保暖需求。而将其应用在智能家居中做取暖产品,可达到智能温控、节能环保和美观实用,符合国家煤改电政策的取暖规定。
  在最新一期热播的《极限挑战》电视节目中,把追击和守护“石墨烯电池”文件作为扣人心弦的环节。而在科学界,近年来关于石墨烯电池的研究一直在努力不辍,终极目标是开发出低成本、高稳定、轻量级、寿命为锂电池20倍的石墨烯电池,将极大提升可穿戴设备的配置水准。为了能让观众亲身体验一下石墨烯电池的神奇之处,此次石墨烯创新大会特设立面积2万平方米、200余展商云集的2017中国国际石墨烯材料应用博览会,其中将展示石墨烯材料制备的各种电池,以及实用的可穿戴产品等。
  石墨烯在农业方面的应用更是惊艳。此次参展的创新成果中,有采用电化学法制备石墨烯溶胶,且通过干燥工艺制得石墨烯粉体,将其与化肥复合制成一种新型肥料--石墨烯增效复合肥,在针对莴笋、萝卜等农作物实验种植中,竟探究出节肥增产、低碳环保之效,开拓出纳米材料在农业领域应用的新思路。
  在制造业担起大任
  为实施从制造大国向制造强国转变的《中国制造2025》规划,国务院提出将在“十三五”期间推动15个关键工业领域的基础技术研究向应用技术研究转化,其中,作为单列的战略性前沿材料,石墨烯榜上有名。专家认为,石墨烯将大有潜力推动中国制造业转型升级,由国际产业分工链条的中低端向中高端迈进。
  此次参展的百余项石墨烯创新成果中,济南大学材料科学与工程学院冷金凤教授团队带来的石墨烯增强金属基复合材料,引起众多评委的称赞。这种新型材料具有高强高塑性高韧性,不仅集中了碳化硅铝基复合材料、铝合金等材料的优点,还可弥补其不足,不大幅增加成本,可作为航空航天飞行器、轨道车辆等领域关键材料。
  当前世界各国尤其美国、丹麦和法国等,严格限制造船业使用的涂料中挥发性有机物含量(VOC)及其排放。中国拥有高达两千亿防腐涂料市场,其中海洋重防腐涂料需求年均增速超过20%。中国工程院院士薛群基指出:“石墨烯重防腐涂料对国家安全和海洋经济发展有重大意义,应结合各方面力量,把石墨烯重防腐涂料产业做大做好。”
  由此,在6位院士力推下,中国石墨烯产业技术创新战略联盟(CGIA)、北京寰能华清石墨烯科技发展有限公司等发起创办“石墨烯防腐应用推进工作组”,推动我国自主知识产权的石墨烯基重防腐涂料应用,实现严酷海洋大气环境下长效防腐和功能化、轻量化及环保性的统一,较传统重防腐涂料防腐性能提高3-6倍。并且,工作组在此次石墨烯大会上专门设立石墨烯在防腐涂料产业应用的论坛,力邀美国宾夕法尼亚州立大学、丹麦科技大学和中科院宁波材料技术与工程研究所著名学者,以及相关企业共话未来应用发展,还会展示不同种石墨烯改性环氧粉末涂料等产品。
  突破制备打通产业链
  为构建完整石墨烯产业链,由工信部联合发改委、科技部等编制的《新材料产业发展指南》对突破石墨烯材料规模化制备和微纳结构测量表征等共性关键技术明确提出要求,以加速实现产业化。
  来自英国曼彻斯特大学石墨烯实验室核心研究员、国家石墨烯研究院技术专家于葛亮博士,将在大会展示其开发的一种机械剥离二维材料系统,可使生产高质高量的石墨烯成为可能,并且系统的智能控制达到国际领先水平,这一成果很符合国务院《关于印发新一代人工智能发展规划的通知》要求。
  上海理工大学材料科学与工程学院副教授沈淑玲带来的高质量水溶性石墨烯量子点制备技术及配方,有望实现石墨烯量子点大批量低成本产业化生产。在接受科技日报记者采访时,复旦大学高分子科学系教授卢红斌对此点评道,“由于尺寸在10nm以下的零维石墨烯量子点表现出更强的量子限域效应和边界效应,因此在光电器件、生物成像、发光二极管和传感器,甚至未来靶向治疗癌症等方面有着重要应用前景。但是目前的制备方法普遍存在步骤繁琐、产率低等问题,显然这一研究方向很有价值”。
  中国石墨烯产业技术创新战略联盟秘书长李义春博士在接受科技日报记者采访时说:“中国已然成为全球石墨烯产业的火车头,这与中国对产业的需求和重视有关。这次大会集结到的国内外上百项科研成果,将通过国际石墨烯大会这个科研创新成果转化平台实现展示和对接,映射出中国石墨烯产业创新的活力和潜能,也彰显出此次大会在引领和加速产学研用转化方面的重大意义。”

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