山西煤炭所709课题组攻坚“石墨烯” 到底有什么价值？-石墨烯产业专题

山西煤炭所709课题组攻坚“石墨烯” 到底有什么价值？

时间:2020-05-20 作者: 来源:石墨烯网

“这就是人们所说的‘黑金’，是人类目前已知的最轻、最薄的材料，是名副其实的新材料之王……”5月17日，中科院山西煤炭化学研究所709(石墨烯与新能源材料)课题组实验室里，组长陈成猛向记者介绍着。透过电子显微镜，记者看到，石墨烯形貌类似于丝绸和纱，异常柔软轻薄，薄到只有一个原子的厚度，大概是头发丝的二十万分之一。
早在2004年，英国曼彻斯特大学两位科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，用透明胶带去粘贴石墨晶体，而后将胶带进行多次粘合、撕开，最终催生出一种二维碳纳米材料——石墨烯。两位科学家因此获得2010年诺贝尔物理学奖。至此，石墨烯及其相关应用的研究迎来了井喷。
这种材料到底有什么价值，让科学家们花如此大的心力投入到对它的研究中？
“石墨烯几乎完全透明，但却异常坚硬，它拥有极好的导热性和极低的电阻率。这些特性如果能被最大限度地运用，将在科学技术领域创造出无限的可能性。”陈成猛向记者介绍说，若将石墨烯应用于触摸屏，人们的手机和平板电脑便可折叠起来；若加入到塑料里面，塑料便会更强韧，还可以让原本不导电、不导热的塑料变得导电、导热；若加在锂离子电池和超级电容器里面，就能大幅提升储能器件的能量密度和功率密度，延长它的循环寿命……
然而，“文章一大片，材料看不见”。面对这样一种珍贵的新型材料，科学家们首先要解决的难题便是，怎样将它做出来。“我们不可能拿胶带粘啊，粘两天就只能粘出一小片来，这种方法是无法批量化制备的。”在陈成猛心里，在诸多高新技术领域，如果关键材料不能实现国产化，我们很难从一个科技大国真正成为一个科技强国。
为此，709课题组进行了大量工艺实验，大家从实验室最基础的一个个实验中一点点地测试、验证、积累……功不唐捐，玉汝于成。终于，一个吨级规模的石墨烯中试生产线诞生了。这条生产线能够批量化、低成本，可控、稳定地出产石墨烯。在过去的几年中，我国的石墨烯产业发展势头迅猛，技术进步很快，形成了很多很有影响力和显示度的应用示范工程。作为全国石墨烯首批研究者之一，709课题组经过十年坚守，亲历了石墨烯从实验室到产业化、从样品到产品、从制备到应用的蜕变，让中国成为全球石墨烯领域的领先者。诺沃肖洛夫评价说，石墨烯正在慢慢进入高科技应用领域，而中国在这一过程中表现强势。