秸秆玉米芯提取石墨烯

农村新报讯

用秸秆生产石墨烯,天方夜谭?

“我们历时多年攻关,从玉米芯中提取石墨烯,将石墨烯与玉米芯纤维复合生产出内暖纤维,进而推出石墨烯"内暖"纤维产品。”全国人大代表、济南圣泉集团股份有限公司董事长唐一林向记者表示,这种纺织产品因加入了石墨烯材料,具有低温远红外、抗菌抑菌、抗静电等多种功能。

全国政协委员、清华大学化学系教授李景虹6日在接受记者采访时表示,秸秆中提取石墨烯是创新之举。一方面利用农废产品加工变废为宝,减少了秸秆焚烧对环境的破坏;另一方面解决了用于纺织的石墨烯大规模生产问题。李景虹多年从事化学、材料学研究。以他为第一完成人的“石墨烯的电分析化学和生物分析化学研究”荣获“2015年度国家自然科学奖二等奖。”

石墨烯材料用于纺织品,意味着这种“新材料之王”走进了百姓生活。

石墨烯是什么?它是一种由碳原子紧密排列而成的蜂窝状结构的二维晶体,看上去近似一张六边形网格构成的平面。它是目前已知最薄的材料,单层石墨烯只有一个碳原子的厚度,属于纳米材料的一种。它的厚度只有0.34纳米,一片1毫米厚的石墨片由近300万层石墨烯堆垛而成。

石墨烯的问世引起全世界的研究热潮,许多专家称之为“改变21世纪的材料”。有人预言,石墨烯有望成为让“薄得像纸一样的透明手机”“像衬衣一样的防弹衣”等科幻产品变成现实的“点金石”。

“上个世纪,物理学家通过理论计算判断二维材料在自然中根本不存在。用海姆自己的话说,石墨烯曾经是他三朵"思想的云"之一,由好奇心驱使通过不断探索被发现的。”李景虹说。

李景虹认为,石墨烯之所以被称为“改变21世纪的材料”,因为它兼具多种独特性能。比如,石墨烯具有超高的导电性,迁移率是硅的100倍;导热性能优于碳纳米管,有望成为未来超大规模纳米集成电路的散热材料;具有比金刚石还坚硬、是钢铁100倍的机械强度;极高的透光率;极高的比表面积,有望成为潜力巨大的储能材料等。

“基于以上性能,石墨烯在触摸屏、电子器件、储能电池、传感器、半导体、航天、生物医药等领域拥有广阔的应用前景。”李景虹说,“但是石墨烯材料从整体上尚处于研发阶段,在不同领域产生具体产品的时间有早有晚。有的可能三到五年,也有的可能几十年。”

全国政协委员、中国科学院院士高鸿钧曾表示,石墨烯在未来电子器件上具有诱人的应用前景,被看做是石墨烯研究最可能突破、实现产业化的领域,成为国际上的研究热点和竞争焦点。

“我们课题组长期关注生物分析方法和生物传感的研究,2007年开始就把石墨烯引入生物分析领域。经过持续探索,我们揭示了石墨烯电化学和电分析化学的基本规律,发展了石墨烯生物分析的新方法和研制了新型石墨烯生物传感。未来的石墨烯传感器可以用于医疗领域的血糖、前列腺癌症标志物的高精度检测。”李景虹说。

新一轮产业升级和科技革命大背景下,新材料产业成为未来高新技术产业发展的基石和先导。目前,英国、美国、韩国等多国正着手推动石墨烯产业化。我国是石墨烯研究和应用开发最为活跃的国家之一,2015年出台 《关于加快石墨烯产业创新发展的若干意见》,并在全球率先启动了石墨烯国家标准制定工作。

“虽然前景光明,但存在的问题也不少。”在唐一林看来,我国石墨烯产业化发展还存在规模化制备关键性技术和成套装备亟待完善,材料应用开发严重滞后,有影响力的企业很少参与,一些企业热炒概念,忽视知识产权建设和保护等问题。

“十三五”规划纲要草案在战略性新兴产业发展行动专栏中提出,要大力发展形状记忆合金、自修复材料等智能材料,石墨烯、超材料等纳米功能材料。

唐一林建议,推进意见的稳步落实,加快国标制定,在“十三五”规划中统筹石墨烯产业发展,指导相关地区因地制宜制定本地区石墨烯产业发展规划,促进上下游联动,避免低水平重复。
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