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石墨烯从实验室走向产业化 复合材料有无限未来

2016-08-04 00:13
林契于宸
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  石墨烯复合材料最具工业开发价值,拥有双重优势,也拥有无限的可能性。石墨烯应从实验室走向行业市场,而如今也是石墨烯从实验室走向产业化的关键时期,在行业的道路上充满了危机和挑战。

  石墨烯以其优异的性能和独特的二维结构成为材料领域研究热点。6月2日下午,石墨烯公益沙龙暨青年科学家快乐足球邀请赛在惠山经济开发区科创中心工会创业中心成功举办,来自国内各大高校及科研院所等单位的青年科学家、石墨烯行业的企业家、创投基金负责人齐聚一堂,参与了石墨烯沙龙交流及球场竞技,活动气氛热烈。

  被科学家预言将“彻底改变21世纪”的石墨烯,在复合材料领域将碰撞出怎样的火花?石墨烯时代离我们有多远?青年科学家如何推动石墨烯产业化应用?带着这些问题,记者在会上专访了中国石墨烯产业化应用领军人物、中国国际石墨烯资源产业联盟副秘书长、著名商业模式创新专家、大唐国际品牌咨询集团董事长赵猛博士。

  石墨烯 复合材料的无限可能

  赵猛表示,作为可替代传统材料成为最具工业开发价值的新材料,石墨烯具有高端应用与复合应用双重优势,“石墨烯 ”是石墨烯商业化应用的形象概括,也是推动传统产业创新转型和升级换代的重要推手。

  赵猛十分看好石墨烯在复合材料领域的应用。因为石墨烯是一种由碳原子组成的平面膜,只有一个碳原子厚度,几乎完全透明。而石墨烯复合材料具有强度高、韧性好、导电、导热性能优异等特性,具有广阔的应用前景。其中石墨烯一个备受期待的贡献就是改进锂电池性能。据他介绍,在锂电池中加入石墨烯复合导电粉末,充电更快、容量更大、寿命更长。这有望让手机“秒冲”、电动汽车告别几小时充电成为现实。

  赵猛表示,在所有的工程塑料中,碳素高分子树脂的综合物性是最好的,相同的原子结构也使得碳素高分子树脂也最容易与石墨烯混合,达到理想的刚性,韧性与散热性。在初步的实验中,添加了千分之二点六的五层石墨烯,可以提高抗撞击强度,刚性35%。而添加了石墨烯的碳素高分子树脂材料除了拥有高力学性能外,还具有优异的耐候性、耐磨性、表面涂饰性、电绝缘性、耐酸碱性及防水性。

  在工程塑料改性的实验结果中也证实,石墨烯的产业应用最大的领域就是复合材料,因为复合材料的产业体量非常大,应用的范围也非常广泛,涉及航空航天、电子、船舶、新能源、环境净化等领域,可以从军用到民用,更可以与未来的新能源汽车,无人飞机,电动游艇的制造材料配合。

  A.军工制品

  添加了石墨烯的复合材料可以大大增加材料的抗撞击性,在部队装备上有很大的用武之地,包括空投箱,子弹箱,更可以广泛应用在装甲车辆上,替代钢铁部件,还可以制作防弹头盔,防弹背心;登陆舰艇,从而满足轻量化,抗撞击,防弹的特殊要求。

  B.新能源汽车与电动卡丁车外观件

  石墨烯复合材料可代替金属或玻璃钢而应用于新能源汽车车辆壳体及其他部件,其优点是:质量轻,转运、组装更省力,并且可降低生产线上工人的劳动强度、降低车辆燃油消耗及提高车辆载荷量;投资小,生产周期短,见效快;车辆壳体可实现外观自由设计,使其更加多样化、个性化;着色性、电镀性及抗老化性优异。因为石墨烯复合材料的制成工艺对于模具材质要求比较低,可以大大提高改装制品的开发效率,同时也降低开发成本,真正实现车辆改装的时尚化需求。在越野车以及北美皮卡车外观装饰件的开发上具有极大的市场前景跟成本优势。

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