黑龙江日报4月23日讯 一幅壁画,接上电源,瞬间升温到110余度,成为供暖设备,所耗电量仅是传统电暖器的三分之一;在机器嗡鸣中,一粒粒玄色母粒正被纺成一轴轴灰线,此线不但兼备普通线的性能还具有抑菌、抗菌和防静电等殊效。这两款产品性能的神奇之处,是由于他们的紧张材料里都加入了石墨烯。而将性能被誉为新材料之王的石墨烯成功“纺”进线里“印”进画里的,是黑龙江科技大学材料科学与工程学院院长王振廷和他的团队。经由8年攻关,目前,王振廷团队已研制出石墨烯导电油墨、石墨烯纺织纤维、石墨烯润滑油、石墨烯防腐涂料等四种石墨烯运用产品,并实现量产。
领先海内建立起全省首条石墨烯生产线
石墨烯制备是石墨烯运用的条件。日前,来到位于哈尔滨新区的黑龙江科技大学,在王振廷带领下走进我省唯一石墨烯运用研究重点实验室、省石墨烯粉体运用工程技能研究中央。一进门,便是石墨烯研发成果展室,几张石墨烯研发成果展板悬挂于墙上,个中一张展板格外引人瞩目:2012年,黑龙江科技大学整合校内资源,成立了石墨烯制备与运用研究中央。2015年,该团队建立了省内首条石墨烯生产线,成功实现科研成果家当化……首条石墨烯生产线的建立,让王振廷团队士气大振,武断了石墨烯运用研发之路,并于2016年得到黑龙江省十大石墨烯团队殊荣。

“石墨就像一本厚重的书本,有上百层,乃至上千层,剥的越薄,附加值越高。石墨烯剥离层数不同,其运用性能也不同。石墨烯研发就犹如探险,困难之中总会碰着一个个惊喜。”王振廷团队在总结国内外石墨烯制备方法的根本上,自主研发了插层剥离法,生产过程高效、绿色、环保、本钱低,生产的石墨烯层数在1~10层之间,做到10纳米以下分层可控。该技能指标达到海内领先水平,是目前国内外最适宜大规模生产的新技能之一。“石墨经由剥离,制备出石墨烯,形成石墨烯运用产品的原材料。然而,石墨烯如何转化成产品,不是大略的添加,这须要有敏锐的市场嗅觉,更需理解所研发产品阅读的行业知识,反复试验,不断优化。”在王振廷眼中,石墨烯可以运用到生活的方方面面,随着下贱运用产品的研发,他正一步步用石墨烯改变着百姓生活。
全国创始将石墨烯成功“纺”进线里
在石墨烯研发成果展室内,细到粉末,大到悬挂于墙壁上的石墨烯加热壁画,多个石墨烯产品不断给人惊喜。“看,这两轴线可不是普通线轴,这里面加入了石墨烯,具有抑菌、杀菌、抗菌和防静电的浸染。市场上常规涤纶丝卖1万多元/吨,而石墨烯纺织涤纶丝的价格达到18万~20万元/吨。”王振廷见告,该团队采取天然石墨烯改性技能制备纺织材料在海内尚属首例。
回顾研发路,王振廷口中念叨最多的便是“难,太难了!
”2015年,首条石墨烯生产线投产后,王振廷琢磨着石墨烯的抑菌、抗菌、抗静电等性能,普通布料不具备抑菌性,这假如能把石墨烯加入布估中,肯定受欢迎。石墨烯与涤纶锦纶是不结合的,但王振廷团队经由无数次试验、剖析,成功打破了天然石墨烯在涤纶纺织材料难以分散、难以纺丝的关键技能,将天然石墨烯均匀分散到涤纶纺织材料中。
实验室研发成功后,王振廷把加入石墨烯的纺织母粒邮寄到南方一纺织厂,让其帮着纺成线,起初厂家不同意,到后来回馈“效果弗成,再邮点试试。”此时,王振廷犯起地嘀咕,“弗成,为啥还几次再三要!
他们是不是没说真话,既然要,这玩意儿肯定行。不等了,自己做!
”王振廷团队坚持研发方向,并于2018年7月成功研发出石墨烯纺织涤纶丝技能,同年9月通过海内最高检测机构即国家棉印染产品质量监督考验中央检测,各项指标均优于国家标准,这标志着石墨烯在纺织运用领域技能实现重大打破。
石墨烯涤纶纺织纤维的抑菌抗菌和防静电特性,使其运用前景非常广阔,可以在妇女儿童亵服、医院床单、防菌服、军队和特种行业大显神威。目前,该团队与鸡西市昌隆石墨制品有限公司互助,生产石墨烯母粒及涤纶纺织纤维,携手进军纺织业。
不断求索让石墨烯运用到更广阔领域
在石墨烯研发成果展室内,一张黑乎乎的“大塑料板”悄悄地依赖在玻璃站台旁。王振廷指着它说:“石墨烯涤纶纤维不是最牛的,这才是我最骄傲的研发成果。插上电让她们看看!
”随即王振廷学生接通电源,手指刚触碰到“大塑料板”,一股热流“烫”得抬起手指,此时测温器上显示113度。“这是石墨烯发热膜,它可以衍生出很多产品,像墙上挂的壁画,既可装点家居,又能替代传统加热器。”王振廷说,石墨烯电加热膜可以实现电加热转换90%以上,最高加热温度可以达到150℃,温度可根据客户需求随意调度,与目前利用的电暖器比较节能30%以上。同时,石墨烯加热膜还具有升温速率快、无异味、无噪音等特点,其放射出的红外线还具有保健功能。
“石墨烯加热膜是我们的核心技能,它的前段产品则是我们另一核心技能,石墨烯导电油墨。”王振廷说,采取低廉甜头的石墨烯导电油墨,再经由丝网印刷印在绝缘膜上,进而形成石墨烯发热膜,该团队不断健全石墨烯家当链条,应对不同市场需求研发新产品。以石墨烯加热膜为例,其在蔬菜水果大棚、育苗保温取暖和、加热壁画、地板加热、地砖加热、桑拿房等具有广阔的运用市场。
此外,该团队与哈尔滨长河特种涂料厂互助生产出石墨烯重防腐涂料,其利用寿命是富锌环氧重防腐涂料的3倍。王振廷团队通过实验研究表明,在普通润滑油中加入石墨烯改性剂,各项性能指标比肩国外名牌润滑油。目前,王振廷团队拥有2项发明专利、2项目实用新型专利及正在申请的4项发明专利。这些专利有些已转化落地,有些正在转化路上。当下,王振廷团队还有四种实用石墨烯产品正在研发中,2年内将实现量产。
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