王振廷介紹石墨烯紡織滌綸絲。

黑龍江日報4月23日訊 一幅壁畫，接上電源，瞬間升溫到110余度，成為供暖設(shè)備，所耗電量僅是傳統(tǒng)電暖器的三分之一；在機器嗡鳴中，一粒粒黑色母粒正被紡成一軸軸灰線，此線不但兼?zhèn)淦胀ň€的性能還具有抑菌、抗菌和防靜電等特效。這兩款產(chǎn)品性能的神奇之處，是因為他們的主要材料里都加入了石墨烯。而將性能被譽為新材料之王的石墨烯成功“紡”進線里“印”進畫里的，是黑龍江科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院院長王振廷和他的團隊。經(jīng)過8年攻關(guān)，目前，王振廷團隊已研制出石墨烯導(dǎo)電油墨、石墨烯紡織纖維、石墨烯潤滑油、石墨烯防腐涂料等四種石墨烯應(yīng)用產(chǎn)品，并實現(xiàn)量產(chǎn)。

領(lǐng)先國內(nèi)建立起全省首條石墨烯生產(chǎn)線

石墨烯制備是石墨烯應(yīng)用的前提。日前，記者來到位于哈爾濱新區(qū)的黑龍江科技大學(xué)，在王振廷帶領(lǐng)下走進我省唯一石墨烯應(yīng)用研究重點實驗室、省石墨烯粉體應(yīng)用工程技術(shù)研究中心。一進門，便是石墨烯研發(fā)成果展室，幾張石墨烯研發(fā)成果展板懸掛于墻上，其中一張展板格外引人注目：2012年，黑龍江科技大學(xué)整合校內(nèi)資源，成立了石墨烯制備與應(yīng)用研究中心。2015年，該團隊建立了省內(nèi)首條石墨烯生產(chǎn)線，成功實現(xiàn)科研成果產(chǎn)業(yè)化……首條石墨烯生產(chǎn)線的建立，讓王振廷團隊士氣大振，堅定了石墨烯應(yīng)用研發(fā)之路，并于2016年獲得黑龍江省十大石墨烯團隊殊榮。

“石墨就像一本厚重的書籍，有上百層，甚至上千層，剝的越薄，附加值越高。石墨烯剝離層數(shù)不同，其應(yīng)用性能也不同。石墨烯研發(fā)就如同探險，艱難之中總會遇到一個個驚喜?！蓖跽裢F隊在總結(jié)國內(nèi)外石墨烯制備方法的基礎(chǔ)上，自主研發(fā)了插層剝離法，生產(chǎn)過程高效、綠色、環(huán)保、成本低，生產(chǎn)的石墨烯層數(shù)在1~10層之間，做到10納米以下分層可控。該技術(shù)指標(biāo)達到國內(nèi)領(lǐng)先水平，是目前國內(nèi)外最適宜大規(guī)模生產(chǎn)的新技術(shù)之一?！笆?jīng)過剝離，制備出石墨烯，形成石墨烯應(yīng)用產(chǎn)品的原材料。然而，石墨烯如何轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品，不是簡單的添加，這需要有敏銳的市場嗅覺，更需了解所研發(fā)產(chǎn)品涉獵的行業(yè)知識，反復(fù)試驗，不斷優(yōu)化。”在王振廷眼中，石墨烯可以應(yīng)用到生活的方方面面，隨著下游應(yīng)用產(chǎn)品的研發(fā)，他正一步步用石墨烯改變著百姓生活。

全國首創(chuàng)將石墨烯成功“紡”進線里

在石墨烯研發(fā)成果展室內(nèi)，細到粉末，大到懸掛于墻壁上的石墨烯加熱壁畫，多個石墨烯產(chǎn)品不斷給人驚喜。“看，這兩軸線可不是普通線軸，這里面加入了石墨烯，具有抑菌、殺菌、抗菌和防靜電的作用。市場上常規(guī)滌綸絲賣1萬多元/噸，而石墨烯紡織滌綸絲的價格達到18萬~20萬元/噸?！蓖跽裢⒏嬖V記者，該團隊采用天然石墨烯改性技術(shù)制備紡織材料在國內(nèi)尚屬首例。

回首研發(fā)路，王振廷口中念叨最多的便是“難，太難了！”2015年，首條石墨烯生產(chǎn)線投產(chǎn)后，王振廷琢磨著石墨烯的抑菌、抗菌、抗靜電等性能，普通布料不具備抑菌性，這要是能把石墨烯加入布料中，肯定受歡迎。石墨烯與滌綸錦綸是不結(jié)合的，但王振廷團隊經(jīng)過無數(shù)次試驗、分析，成功突破了天然石墨烯在滌綸紡織材料難以分散、難以紡絲的關(guān)鍵技術(shù)，將天然石墨烯均勻分散到滌綸紡織材料中。

實驗室研發(fā)成功后，王振廷把加入石墨烯的紡織母粒郵寄到南方一紡織廠，讓其幫著紡成線，起初廠家不同意，到后來回饋“效果不行，再郵點試試?！贝藭r，王振廷犯起地嘀咕，“不行，為啥還一再要！他們是不是沒說真話，既然要，這玩意兒肯定行。不等了，自己做！”王振廷團隊堅持研發(fā)方向，并于2018年7月成功研發(fā)出石墨烯紡織滌綸絲技術(shù)，同年9月通過國內(nèi)最高檢測機構(gòu)即國家棉印染產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心檢測，各項指標(biāo)均優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)，這標(biāo)志著石墨烯在紡織應(yīng)用領(lǐng)域技術(shù)實現(xiàn)重大突破。

石墨烯滌綸紡織纖維的抑菌抗菌和防靜電特性，使其應(yīng)用前景非常廣闊，可以在婦女兒童內(nèi)衣、醫(yī)院床單、防菌服、軍隊和特種行業(yè)大顯神威。目前，該團隊與雞西市昌隆石墨制品有限公司合作，生產(chǎn)石墨烯母粒及滌綸紡織纖維，攜手進軍紡織業(yè)。

不斷求索讓石墨烯應(yīng)用到更廣闊領(lǐng)域

在石墨烯研發(fā)成果展室內(nèi)，一張黑乎乎的“大塑料板”靜靜地依靠在玻璃站臺旁。王振廷指著它說：“石墨烯滌綸纖維不是最牛的，這才是我最驕傲的研發(fā)成果。插上電讓她們看看！”隨即王振廷學(xué)生接通電源，記者手指剛觸碰到“大塑料板”，一股熱流“燙”得記者抬起手指，此時測溫器上顯示113度?！斑@是石墨烯發(fā)熱膜，它可以衍生出很多產(chǎn)品，像墻上掛的壁畫，既可裝點家居，又能替代傳統(tǒng)加熱器?！蓖跽裢⒄f，石墨烯電加熱膜可以實現(xiàn)電加熱轉(zhuǎn)換90%以上，最高加熱溫度可以達到150℃，溫度可根據(jù)客戶需求隨意調(diào)整，與目前使用的電暖器相比節(jié)能30%以上。同時，石墨烯加熱膜還具有升溫速度快、無異味、無噪音等特點，其放射出的紅外線還具有保健功能。

“石墨烯加熱膜是我們的核心技術(shù)，它的前段產(chǎn)品則是我們另一核心技術(shù)，石墨烯導(dǎo)電油墨。”王振廷說，采用自制的石墨烯導(dǎo)電油墨，再經(jīng)過絲網(wǎng)印刷印在絕緣膜上，進而形成石墨烯發(fā)熱膜，該團隊不斷健全石墨烯產(chǎn)業(yè)鏈條，應(yīng)對不同市場需求研發(fā)新產(chǎn)品。以石墨烯加熱膜為例，其在蔬菜水果大棚、育苗保溫取暖、加熱壁畫、地板加熱、地磚加熱、桑拿房等具有廣闊的應(yīng)用市場。

此外，該團隊與哈爾濱長河特種涂料廠合作生產(chǎn)出石墨烯重防腐涂料，其使用壽命是富鋅環(huán)氧重防腐涂料的3倍。王振廷團隊通過實驗研究表明，在普通潤滑油中加入石墨烯改性劑，各項性能指標(biāo)比肩國外名牌潤滑油。目前，王振廷團隊擁有2項發(fā)明專利、2項目實用新型專利及正在申請的4項發(fā)明專利。這些專利有些已轉(zhuǎn)化落地，有些正在轉(zhuǎn)化路上。當(dāng)下，王振廷團隊還有四種實用石墨烯產(chǎn)品正在研發(fā)中，2年內(nèi)將實現(xiàn)量產(chǎn)。

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