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石墨烯纤维加速走进中国人生活

来源:人民日报海外版 作者:王俊岭 2017-10-17 10:04:11
  近日,记者在北京、上海等地大型服装卖场及家用纺织品展销会上走访时发现,越来越多的商家开始销售包含石墨烯纤维的纺织制品。业内人士表示,将石墨烯按比例置入纤维中,可以赋予纺织产品远红外、持久抑菌、抗静电、防紫外、吸湿透气等性能。目前,越来越多的中国企业和科研机构都积极投身其中,不仅使石墨烯纤维制成的纺织品加速走进人们生活,更加速着中国石墨烯应用的产业化进程,为中国经济转型升级提供强大动力。

  纺织应用打开天地

  在上海国家会展中心的一处展台前,来自济南圣泉集团股份有限公司的工作人员正在向海内外客商演示最新款石墨烯改性纤维服装的“特异功能”:当试验灯泡正负极经服装表面连在一起时灯泡变亮,而用普通服装测试灯泡则没有反应。

  “传统服装与人体摩擦后容易产生静电甚至静电火花,而用石墨烯改性纤维制成的衣物则可以利用石墨烯的导电性避免这一点。如果把这样的服装用作加油站、加气站、危化品仓库等场所人员的工作服,就可以有效防止静电带来的灾难。”济南圣泉集团股份有限公司董事长唐一林告诉记者,除此之外,石墨烯改性纤维还能在智能服饰、运动服饰、军服、医疗用品等方面打造出更多的高端功能纺织品。

  据了解,石墨烯最早由英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫提炼出来。他们用微机械剥离法不断将石墨一分为二,最终成功地分离出仅由一层碳原子构成的薄片(即石墨烯),因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。

  专家表示,与稀土材料让许多金属材料具有神奇功能一样,普通纤维添加少量石墨烯之后也会产生许多新功能,从而形成唐一林所提到的“石墨烯改性纤维”。从市场反映来看,石墨烯改性纤维正在为中国纺织产品升级打开新的天地。

  玉米秸秆变废为宝

  T恤、内衣、裤袜、运动装……如今,石墨烯改性纤维制成的各类纺织品正加速走进中国人的生活。而另一个不能忽视的角度则是,石墨烯改性纤维的制备原料亦与生活越来越近。

  石墨烯本质上由碳元素构成,但传统上以石墨为原料制备石墨烯的工艺会产生大量的强酸、强氧化剂废液,难以规模化绿色生产。因此,如何利用廉价易得的生物基质进行石墨烯制备便成为一个重要的方向。在此方面,唐一林及其圣泉集团成为了“第一个吃螃蟹者”。

  “玉米等植物的秸秆是我们生产其他系列产品常用的廉价原料。过去,我们只能利用其秸秆中的半纤维素,大量的纤维素难以开发出理想产品,一直作为废渣处理。后来,我们发现黑龙江大学研究出用椰壳纤维素为原料制备石墨烯的技术,便开始与其合作研发用玉米芯纤维素为原料制备石墨烯。”唐一林说,在成功地以玉米芯为原料制备石墨烯后,企业又与相关高校联合攻关,研发出石墨烯分散技术,提高了纺丝成品率,减少了对纺织机器的损耗。

  如此一来,作为农业生产生活中常见废弃物的玉米秸秆,成功转身成为可用于量产石墨烯的重要原料,实现了变废为宝。

  夯实基础潜力巨大

  相关数据显示,山东地区、长三角地区、华南地区、东南沿海一带已经形成了石墨烯产业的聚集区,预计到2018年产业主体规模将突破100亿元。

  “一两年前,中国企业还大多停留在制备石墨烯粉体这一上游产业上,而今年我发现已有上百个企业参与到了石墨烯产品的开发和市场化上。”作为“石墨烯之父”的安德烈·海姆认为,中国石墨烯产业化进程已经超出了自己的想象,中国在石墨烯应用这一领域正在引领世界。

  在唐一林看来,过去几年来圣泉集团在石墨烯改性纤维方面的发展成果离不开国家供给侧改革的各项措施以及对创业创新的鼓励。“从发改委的专项补贴,到工信部‘工业强基’工程支持,再到财税部门的增值税减免优惠,都为我们创造了转型升级的环境,鼓舞了干事创业的热情。”唐一林表示,石墨烯改性纤维加速走进中国人的生活,不仅让服装更美观实用,而且还为服装智能化提供了材料基础,有望重新定义服装与人之间的关系,是一片新的发展蓝海。

  工信部原材料司相关人士也表示,中国石墨烯材料大规模制备量产技术处于领先水平,未来应进一步加强生产企业、科研院所与终端用户的组织协调,更好地推动石墨烯改性纤维从产品向商品转变。
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