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石墨烯产品应用“最后一公里”如何打通？

摘要：从日前由上海市中国工程院院士咨询与学术活动中心主办的“石墨烯的今天与明天”院士沙龙上获悉，上游石墨烯的制备技术已能满足当前很多方向明确的应用需求，只要打通中间环节，石墨烯走进生活指日可待。

假如用一块面积1平方米的石墨烯做成吊床，其重量不足1毫克，却能承载一只1千克的猫——自2010年两位科学家因石墨烯研究获得诺贝尔物理学奖以来，这种神奇的材料可谓名声大噪。

从日前由上海市中国工程院院士咨询与学术活动中心主办的“石墨烯的今天与明天”院士沙龙上获悉，上游石墨烯的制备技术已能满足当前很多方向明确的应用需求，只要打通中间环节，石墨烯走进生活指日可待。

2.其次就是驱动传感器运动的部件滚珠丝杠 上海石墨烯基础研究与世界并驾齐驱

石墨烯由碳原子构成，断裂强度是目前最好的钢材的200倍，拉伸幅度能达到自身尺寸的20％，1毫米厚度就能包含大约300万层石墨烯。华为总裁任正非曾说：“这个时代将来最大的颠覆，是石墨烯时代颠覆硅时代。”

上海理工大学材料科学与工程学院墙壁插座院长杨俊和透露，目前全球已有80多个国家投入石墨烯的研发和产业化，美、英、日、韩等发达国家都把研发石墨烯作为国家战略。

石墨烯的第一个专利出现在1994年，自其发现者2010年获得诺贝检测尔奖后，全球的专利申请量呈井喷式爆发——截至2016年，世界石墨烯专利申请量已达9022件，其中来自中国的申请占了58％。据统计，围绕石墨烯，上海拥有1600项专利，几乎涵盖了目前国际上开展的所有石墨烯研究方向。

最初提取石墨烯是用胶带从铅笔芯的石墨中“粘”出来的，如此原始的手工制备方法无法适应工业生产，因此如何获得又薄又纯的石墨烯一直困扰着工业界。目前上海在石墨烯的两大制备技术——液相剥离法和氧化还原法上，均取得了进展，已能满足当下应用长城配件水平的需要。

下游企业早已对用上这种只有一层原子厚度的二维晶体跃跃欲试，比如代替硅材料，成为下一代超级计算机的元器件，或者利用它的透明性，在显示屏、太阳能发电板上大规模应用，还能在生物、健康、环保等诸多领域大显身手。

跨越从样品到产品的“鸿沟”

既然上有来源，下有需求，为何还未看到石墨烯大规模应用呢？杨俊和说：“因为从样品到产品之间还有一道鸿沟。”

科学家只要在千万次试验中找到一个性能优异的样品就行，而产业界则追求每个产品都合格达标。作为科创中心建设首批规划的18个研发与转化功能型平台，一年前成立的上海石墨烯产业技术功能型平台，正是为了打在压力机作业中如果油温太高就需要光滑油具有较好的抗氧化性与热稳定性能通石墨烯从样品到产品的“最后一公里”。

杨俊和团队的石墨烯防腐涂料是最早入驻平台的三条中试线之一，在这里他的产品要跑完从克级到吨级的试验。

“首先要解决的是石墨烯均匀分散问题。”上海石墨烯产业技术功能型平台董事长孟岩说。在实验室里这个几乎一根搅拌棒就能解决的问题，当放大到千克级乃至吨级规模时，就成了需要融合温度、压力、超声等一系列工艺技2、拉力机油压体系严峻漏油术的复杂问题。研究人员必须不断摸索每种状态下化学原料的“脾气”，还要配合相应设备，才能让石墨烯均匀分散在基材中。

不久前，三条中试线均获得成功。接下来，由上海华谊集团出资，杨俊和团队的100吨石墨烯防腐材料试验将于下半年动工，明年投产，产能预计可达3．5万吨。投产后，将极大满足我国防腐涂料产业从油性升级为水性的产品缺口，应用前景广阔。

共性技术为上海石墨烯产业提速

被誉为“石墨烯之父”的英国曼彻斯特大学教授康斯坦丁·诺沃肖洛夫去年来沪时曾表示，英国仅用六年，就从最基础的原创性成果摸到了产业化的边缘。当下，全球对于石墨烯的研究处于同一起跑线，谁能成为石墨烯新产品的策源地，比拼的是速度。

通过一年来的中试，上海石墨烯产业技术功能型平台积累了丰富经验，正在谋划升级——在原有中试生产线基础上，今年又新增了创新实验室和检验检测中心，这些为共性技术研发设立的新部门，将为每一个来到平台转化的产品赢得时间。

“以前我们是为单个样品建立中试线，随着样品越来越多，需要为它们提炼共性技术。”孟岩说。