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石墨烯:引领未来的新材料

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  • 更新时间2015-09-07
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文/ 梦莎

欧盟委员会曾宣布将石墨烯加入“未来新兴旗舰技术项目”,将在未来10 年投入10 亿欧元。石墨烯已在国内外资本市场抛起轩然大波。有专家预测石墨烯作为革命性的新材料,未来将撬动至少千亿级的产业链。

石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料,是目前世上最纤薄、电阻率最小却也是最坚硬的纳米材料,是一种优秀的化学稳定剂,拥有高能量密度、高能效、阻燃效应。其厚度不超过单个碳原子,从任何方面讲都可以视为是二维结构。

纯石墨烯是透明的,这一特性可用来发展出更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。由于其二维特性,石墨烯拥有称为“分离电荷”的特性。这一特性对开发下一代电脑至为重要。它使量子电路和阴离子电路方面的发展成为可能。

随着石墨烯价值不断攀升,众多有前瞻性的企业加入到研发石墨烯的大潮中。济南墨希新材料科技有限公司就是其中的佼佼者。

济南墨希新材料科技有限公司是中国与西班牙的合资企业,注册资金1500 万元,公司致力于石墨烯产品的研发、实际应用与工业化生产,推动石墨烯产业的发展。济南墨希公司入股Graphenano S.L. 公司研发中心,共享其超强的科研实力与高水平的生产技术,在石墨烯应用的众多领域深入的研发,使科技成果转化产品。济南墨希公司已经在涂料、电缆、树脂和体育运动产品四大领域取得重大突破。

目前济南墨希与西班牙研发中心共同研发出全球首例石墨烯矿物涂料——Graphenstone 格芬石墨烯矿物涂料,它是在千年传统制作工艺的基础上,将西班牙独有天然矿物材料与最新纳米材料石墨烯结合,生产出的最新一代高端纳米涂料。与传统涂料相比,除具有传统涂料的优越特性外,更具备无机物特性,涂膜与基质相同,具有安全环保,防水透气、耐碱、耐污防火、耐候性佳,不褪色,抗菌防霉,不会造成二次污染等特性。

格芬石墨烯矿物涂料中添加的石墨烯纳米纤维会在涂料中形成纳米网状结构,赋予其天然成分所不具备的坚实性和牢固的骨架,涂料的附着力更加牢固,更具有超耐久性,使得涂料耐擦洗,抗裂纹;同时对损坏砂浆的大气侵蚀因素形成一道不可逾越的屏障,在极端条件下,依然可以发挥其优良的性能,不会产生龟裂;由于石墨烯为优良热导体,散射99% 红外线和85% 的紫外线,可以达到节能降耗、保温隔热的功能;因其独特的配方和纳米技术,还能减少声传播,起到降低噪音的效果,是古建筑修复、医院、酒店、学校、高档建筑、别墅等场所的最佳选择。

格芬石墨烯矿物涂料(内、外墙涂料,导电涂料)已经引进中国市场,石墨烯防腐涂料也进入了最后检测阶段,预计7 月份量产。

济南墨希公司常务副总高飞透露,在复合材料开发领域,石墨烯纳米纤维具备优异的机械性能和电导、热导特性。拥有石墨烯纳米纤维在塑料、橡胶等聚合物基体中均匀分散技术的济南墨希,使得石墨烯在复合材料方面的应用研究取得重大突破。比如该公司批量生产的添加石墨烯纳米纤维的橡胶防暴子弹,与传统防暴子弹相比,大大降低了热膨胀系数,同时有效提高其速度与精准度。

济南墨希还与西班牙CATLIKE 公司合作,生产新型石墨烯头盔。添加石墨烯的头盔更加轻盈,结构和强度更加优化,同时节约原材料,降低部分生产成本。

目前济南墨希公司的石墨烯在聚丙烯(PP)、尼龙(PA)、聚碳酸酯(PC)、ABS 树脂,环氧树脂(航空航天、飞机),酚类(防火),聚酯(质量小可用于汽车造船),环氧树脂,呋喃树脂等树脂塑料中的应用已经成熟,在提高材料的耐磨性能、抗静电性能,阻燃、强度及柔韧性上取得较大成果;

Graphenano S.L. 总部位于阿里坎特,研发中心位于西班牙雷亚尔城,拥有国际先进水平的研发团队,并与卡斯蒂利亚拉曼恰大学签合作,而且与其他大学(加拿大、法国、英国)及企业合作,如Acciona、SiCAT、Saint Gobain、Rhodia、Elcogas。

高飞介绍说,Graphenano 是唯一一家能够在铜箔双面镀膜,拥有3D 涂覆技术的石墨烯公司。其产品层数可控(单层、双层或某多层),面积可控,现有设备可制作50* 无限长大小石墨烯薄膜,也可根据客户需求制备更大面积的石墨烯薄膜,因为合成成本低,工艺得到简化,使得石墨烯大规模工业化生产得到实现。另一方面由于石墨烯具有斥水的性质,同时遇水会结团,从而使得石墨烯使用大大受到限制。目前公司已经从技术上突破了这个瓶颈,应用效果显著。经过该工艺优化,石墨烯能够很均匀的分散于水及其它有机溶剂,并且不产生结块,性能稳定,这一技术,开创了行业先河,使产品遥遥领先。

Graphenano 首席科学家Jose Luis 教授指出,石墨烯的研究应当以实际应用和产业化为最终目标,只有产、学、研相结合,才能更快更好的使石墨烯这种伟大的材料应用到各个领域,给人们带来更美好的生活。

高飞表示, 济南墨希将与Graphenano 紧密合作,依托西班牙的科研实力及石墨烯应用成果,共同推进石墨烯产业在中国的发展。