看“新材料之王”的百变魅力     DATE: 2020-01-25 18:27

  石墨烯轻如空气,又坚比钢铁,是人类已知强度最高、韧性最好、重量最轻、透光率最高、导电性最佳的材料,因此被称作“新材料之王”。石墨烯

  如今,“高大上”的石墨烯技术正走出实验室,悄然步入人们的生活。在我区,高校、科研院所及企业研发中心取得了一系列高技术附加值的石墨烯创新成果。

  近日,在内蒙古首届科技成果转化对接会上,一款款石墨烯新技术产品闪亮登场,吸引了不少人的目光。节能又环保的太阳能石墨烯电暖气、治理坏境的亲油疏水气凝胶等应用技术创新产品,以全新的理念向人们展示了未来新生活的种种可能性,十分令人期待。

  石墨烯轻如空气,又坚比钢铁,是人类已知强度最高、韧性最好、重量最轻、透光率最高、导电性最佳的材料,因此被称作“新材料之王”,石墨烯产业也被看作21世纪的热门产业之一。

  这几天,内蒙古工业大学自治区石墨(烯)储能与涂料重点实验室主任楠顶和他的团队格外繁忙,一种利用石墨烯吸附性好的特点制成的医用新材料正在与企业对接中,今年初将实现产业化。

  依托自治区优势特色领域,楠顶团队与国际蒙医院、内蒙古医科大学附属医院合作,成功研制出该伤口包扎新材料。材料具有杀菌、不黏连等特点,用于烧伤等外科医疗设备,将会大大减轻患者痛苦,起到更好的护理疗效。这种创新技术在全国医药领域尚属首次。

  团队还与国际蒙医院正骨科合作,将蒙药附合于石墨烯新材料正骨夹板以及贴剂上,这些材料,药量少、效果好、消肿时间短,丰富了蒙医剂型。

  “在涂料中加入高品质石墨烯后,涂料的吸附性、耐久性得到显著提升。”团队另一项用于军工装备的防腐涂料目前已进入企业中试,可尽快实现规模化量产。

  忽如一夜春风来,千树万树梨花开。2004年,石墨烯首次被科学家从石墨中剥离出来,到现在只有短短十几年时间。如今,“高大上”的石墨烯技术正在走出实验室,悄然步入人们的生活。在我区,高校、科研院所及企业研发中心取得了一系列高技术附加值的创新成果,展示着时尚石墨烯的百变魅力。

  北方地区有较长的供暖期,阴冷的室内怎样取暖?鄂尔多斯市紫荆创新bt365体育在线投注院院长易汉平带领其团队研发人员以石墨烯为主要材料,利用石墨烯超强的导电导热性能,提出并研制了“石墨烯电采暖技术”,有效利用太阳光能辅助供暖,降低能耗35%以上。

  茫茫大海上,如果石油泄漏,将会造成严重的水体污染,后果不堪设想,一项成果即将破解该难题。

  “我们设计并成功研发了一种具有超大比表面积、疏松多孔、超轻、超弹的石墨烯多孔超亲油疏水气凝胶和石墨烯纳米纤维,产品能够吸附自身重量的150多倍的油污,能够在承受自身重量约5000多倍的压力下重复使用而不变形。”内蒙古农业大学材料科学与艺术设计学院新型碳材料实验室主任郭泽宇教授为记者展示了该项技术产品超强的吸附能力。该产品还可用于室内及工厂污染空气治理、大气PM2.5的有效吸附、化工厂污水净化等领域,具有可重复使用的优势。

  在内蒙古金彩实业集团,一种石墨烯增强新能源动力电池让人眼前一亮,这种电池不仅比传统电池充电效率高、使用寿命长,而且,重量仅有传统电池的一半左右。目前,这种电池已用于河北等地新能源公交汽车,市场前景好,已经实现规模化生产。

  与此同时,我区石墨烯制备的上游产业链也正在逐渐完善发展中。随着乌兰察布市大盛石墨新材料股份有限公司年产100吨石墨烯生产线的建立,我区石墨烯产业产品质量、生产技术和工艺装备均取得重大突破。

  据介绍,在大盛公司,拥有专利技术的石墨烯产品已经实现小批量生产,结合公司特有的50目大鳞片石墨原料,辅以独家的高纯可膨胀石墨制备技术、完善的工艺调整能力及装备制造能力,可为客户提供石墨烯前躯体的定制化制备方案。

  石墨烯材料以其独特的优异性能,在电子通讯、锂离子电池、航天军工、生物医药、光学等新型领域应用市场遍地开花,前途一片光明。

  “过去,我区石墨主要用于冶金行业的耐火材料,产品加工程度过低。新兴行业的应用,成为构成天然石墨产业现代化的重要内容。淘汰落后产能,实施供给侧改革,石墨珍贵资源势必要往高端走,通过技术创新提高现有产品附加值,推动产业转型升级,石墨烯新材料有望成为我区新的经济增长极。”内蒙古社科院经济社会bt365体育在线投注所所长于光军表示。

  石墨烯诞生于欧洲,欧洲各国十分注重在这一领域的专利布局。目前,世界许多国家都在积极进行石墨烯的bt365体育在线投注和专利布局。从2004年至今,国际上关于石墨烯的专利申请已经达到了上万项,主要在石墨烯的制备、能源领域的应用、显示技术方面的应用、石墨烯纳米材料以及石墨烯复合材料等方面。

  我国是目前石墨烯bt365体育在线投注和应用开发最为活跃的国家之一。数据显示,在所有国家中,中国申请的石墨烯专利数量最多,约占全世界申请总量的1/3.2015年,工信部在《中国制造2025》框架下出台了石墨烯产业的重点技术路线图,提出了我国石墨烯材料未来10年的发展目标。

  我区石墨资源储量丰富,主要分布在乌兰察布市、阿拉善盟、巴彦淖尔市、包头市等地区。

  我区也是全国唯一同时具有大量鳞片石墨和微晶石墨的省份,目前探明的石墨储量位居全国第二。

  乌兰察布市兴和石墨矿是中国大鳞片石墨生产基地,集中了全国鳞片石墨保有储量70%以上,同时具备高品位、储量大、易开采等优势,在我国石墨行业中具有举足轻重的地位。目前,兴和县天然石墨资源保有储量4636万吨,已形成采选能力6万吨/年规模。

  乌拉特中旗新发现的特大片鳞片石墨矿85%的石墨矿物可以达到18目(1mm)以上,是目前世界上有报道的最大片的鳞片。2018年,在阿拉善盟发现的超大型大鳞片石墨矿查汗木胡鲁石墨矿更进一步凸显了我区的石墨资源尤其是大鳞片石墨资源优势。

  依托丰富的矿产资源,我区石墨产业正在如火如荼开展:包头金宝利格投资公司与中材非金属矿工业设计bt365体育在线投注院等进行合作,在石墨烯制备、提高大鳞片石墨产率选矿工艺等科研方面取得了阶段性成果。阿拉善盟查汗木胡鲁矿天然石墨资源保有量1.3亿吨,年产8万吨采选矿生产线也已开工建设……

  得天独厚的石墨资源,展现出明显的能源洼地效应,而且石墨产业基础较好,这为我区发展石墨烯新材料产业提供了有力保障。

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