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京津冀共建石墨烯产业高地

2016-01-07 10:18:11 来源:北京日报 作者:颉亚珍 编辑:刘露
  本报记者 颉亚珍
  
  几秒钟完成手机充电,能量维持半个月;平板电脑三折两叠塞进口袋——你肯定有过这样的梦想。随着京津冀石墨烯产业发展联盟的成立,这些梦想的实现将不再遥远。
  
  为加快推进京津冀石墨烯产业发展,培育新的产业增长点,2015年12月20日,京津冀石墨烯产业发展联盟在京成立,未来将形成以河北唐山为中心,跨越京津冀等地区,集生产、研发、检验检测、融资服务等为一体的石墨烯产业集群,形成京津冀战略性新兴产业高地。预计到2017年底,将实现20亿元以上的年产值。
  
  发挥三地优势,打造“一个基地两个平台”
  
  该联盟由中关村华清石墨烯产业技术创新战略联盟、清华大学、北京大学、中科院纳米中心、天津大学、河北工业大学、燕山大学、唐山高新区、唐山建华实业集团、东旭集团等100余家从事石墨烯研发、产业化的机构联合成立,将统筹协调京津冀三地资源,打造石墨烯产业的“一个基地,两个平台”:北京技术创新平台、天津技术创新与工程平台和唐山产业基地。
  
  北京科研力量雄厚,拥有全国最集中的石墨烯研发资源和投融资平台,仅清华大学、北京大学就有13个课题组在研究石墨烯,北京理工大学、北京交通大学、北京化工大学、中科院国家纳米中心等也在开展相关研究;天津科研与工程并举,基础工业扎实,化工新材料、生物医药、新能源、航空航天等企业单位集聚;唐山制造业发达,高新区近年来石墨烯产业发展迅速,已初步形成以唐山建华实业集团为龙头,唐山建华科技发展有限责任公司、河北宇轩纳米科技有限责任公司等14家石墨烯相关企业共同发展的产业集群。
  
  唐山建华实业集团总裁孟英说:“习近平主席访英时表示中英石墨烯合作是‘强强联手’,我国在石墨烯的研发、产业化方面在世界上是占有一席之地的,尤其是粉体石墨烯的研发生产,处于国际先进水平。我们公司生产的石墨烯,在广州举办的国际博览会上获得17个外国团队的称赞,认为产品的外观、品质、性能参数之好‘令人惊讶’。”
  
  实现规模生产,百吨级生产线技术先进
  
  唐山建华实业集团原是河北排名第一的建筑检测公司,2010年,孟英预测建筑行业以后3年到5年会走下坡路,决定转型升级。随后,公司成立了河北第一个民营企业院士工作站,从院士推荐的36个科技项目中,选定石墨烯为今后发展方向。孟英解释选择原因:“一是因为石墨烯是新材料,参与企业基本在同一起跑线上;二是发现石墨烯能获诺贝尔奖,说明它有独特之处,值得研发;三是石墨烯应用范围非常广泛,可能引领第三次工业革命。”
  
  其时,北京交通大学教授何大伟已完成石墨烯实验室阶段的研究,急需企业对接转化为产品,“我们一拍即合,2011年开始氧化还原石墨烯的中试。经过三年多努力,终于攻克高质量、低成本石墨烯的产业化生产技术,2014年12月,公司百吨级石墨烯生产线正式投产,产品质量稳定,生产过程无任何污染,所有废料可回收利用。该生产线拥有自主知识产权,项目技术先进。2015年5月,《自然与科学》杂志的审稿人、石墨烯领域知名专家李丹教授参观我们的生产线后,惊叹‘产能、质量和成本综合起来是世界第一的’。”
  
  孟英说,国外石墨烯的价格很高,最便宜的1克也要100美元,而唐山建华实业集团生产的石墨烯1克只要60元人民币。记者看到,建华实业集团生产的石墨烯呈棉絮状,非常蓬松,轻如鸿毛,1克就能装满一个罐头瓶。
  
  启动应用示范,加速下游产业链条延伸
  
  然而,走进建华实业集团生产车间,与想象中的热火朝天截然不同,这里冷冷清清,一切都是静止的。“由于缺少下游企业,我们现在按订单生产。”建华实业集团总经理助理李宜朝说,“石墨烯的应用范围极广,下游产业链条太多,我们不可能一一涉足,成立京津冀联盟就是要搭建石墨烯人才、技术、项目、资金等的互动平台,加速下游产业链条的延伸。”
  
  建华集团在唐山市高新区建成了总建筑面积3.6万平方米的科技企业孵化器基地,已经孵化生产的石墨烯产品有空气净化喷剂、润滑油、防腐涂料等。石墨烯空气净化喷剂可与有机污染物产生络合反应,在快速高效吸附的同时降解有害物质,增加了杀菌和除味两大功效,目前50万瓶该产品已经上市。
  
  石墨烯润滑油不仅可以减小摩擦系数和磨损率,还能节能并延长汽车保养周期,预计年初就能面市。李宜朝说:“孵化器基地的一位老总经常从唐山开车去深圳,用普通润滑油一箱油能跑600到650公里,用了石墨烯润滑油后,一箱油跑了800公里。”
  
  相关人士表示,京津冀石墨烯联盟今年将启动石墨烯应用示范专项,促进若干应用领域产业突破。同时,加强产学研结合,建立跨区域的“国家石墨烯产业联合创新中心”,依托应用企业建立石墨烯应用工程实验室,解决石墨烯产业的共性关键技术。
  
  北京中关村也正在与建华实业集团积极联系,计划在唐山曹妃甸新区共建北京中关村曹妃甸石墨烯产业园,推动京津冀产业结构升级和战略新兴产业发展。
  
  科普
  
  神奇的石墨烯
  
  2004年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,通过用胶带反复粘取的方法,成功从石墨中分离出石墨烯,两人因此于2010年获得诺贝尔物理学奖。
  
  石墨烯(Graphene)是一种以石墨为原料的新型纳米材料,它是迄今为止世界上已知材料中最轻、最薄、最硬的韧性材料:一根头发丝的直径约等于10万层石墨烯叠加起来的厚度。如果用1毫克的石墨烯做成吊床,可以承受一只重1000克的猫,而1毫克只相当于猫的一根胡须。石墨烯的断裂强度比最好的钢材还要高200倍。
  
  石墨烯具有高导电、高强度、高导热、高比表面积、高透明度等特点。它的导电性是铜的100万倍,如果应用到电动汽车领域,充电将不比加油慢。而且,石墨烯的电子能量不会被损耗,这使它具有非比寻常的优良特性。
  
  另外,石墨烯还具有独特的霍尔效应、量子点功能、生物杀菌功能等其他特殊物性。
  
  因此,石墨烯被称为“黑金”,是“新材料之王”,它的发现就像当年发明电一样,将会引领又一次新的工业革命。石墨烯具有非常广阔的应用前景,其应用领域包括:单分子气体侦测、石墨烯集成电路、透明电极、导热材料、电极材料、石墨烯生物器件、抗菌物质、电缆、高效催化剂、触摸屏、导电油墨、功能涂料、改性高分子材料等。
  

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