我國生物質(zhì)石墨烯應(yīng)用獲新突破 應(yīng)用紡織領(lǐng)域
石墨烯作為先進(jìn)碳材料，是當(dāng)今發(fā)現(xiàn)的世界上最纖薄、電阻率最小卻也是最堅(jiān)硬的納米材料，被譽(yù)為"改變21世紀(jì)的神奇材料"，經(jīng)濟(jì)學(xué)界和科技界專家普遍認(rèn)為石墨烯作為革命性的新材料，應(yīng)用非常廣泛，發(fā)展前景巨大，未來將撬動(dòng)至少千億級(jí)的產(chǎn)業(yè)鏈。
7月27日，在山東省經(jīng)信委組織的國內(nèi)新材料巨頭圣泉集團(tuán)舉行的"生物質(zhì)石墨烯功能纖維及其在紡織領(lǐng)域中的應(yīng)用"鑒定驗(yàn)收會(huì)上，由中國工程院院士姚穆等權(quán)威專家組成的專家組宣布，圣泉集團(tuán)推出的石墨烯內(nèi)暖纖維具有低溫遠(yuǎn)紅外、抗菌抑菌、抗靜電、防紫外線等智能多功能特性，主要技術(shù)指標(biāo)及性能達(dá)到國際領(lǐng)先水平。
7月28日，圣泉集團(tuán)在山東大廈舉辦生物質(zhì)石墨烯內(nèi)暖纖維及應(yīng)用新聞發(fā)布會(huì)，圣泉新材料集團(tuán)董事長唐一林介紹了"內(nèi)暖"纖維及系列產(chǎn)品研發(fā)成果。
世界性難題，圣泉集團(tuán)突破石墨烯研發(fā)難關(guān)
記者了解到，石墨烯自2004年被發(fā)現(xiàn)以來，全球?qū)ζ溲芯渴冀K熱度不減，但一直面臨高質(zhì)量石墨烯制備和快速高效轉(zhuǎn)移兩大關(guān)鍵問題，特別是石墨烯產(chǎn)業(yè)化和多領(lǐng)域應(yīng)用一直是世界性難題。
圣泉集團(tuán)自2008年開始就致力于這一課題的研究，從與山東大學(xué)共建第一個(gè)實(shí)驗(yàn)室開始到今天與國內(nèi)外眾多高等院所專家開展合作，并憑借300多名科研人員七年以來日日夜夜的不懈攻關(guān)，終于破繭成蝶，不僅從植物秸稈玉米芯中創(chuàng)造性的生產(chǎn)出了生物質(zhì)石墨烯，并且生產(chǎn)出玉米芯纖維，同時(shí)將石墨烯與玉米芯纖維復(fù)合生產(chǎn)出內(nèi)暖纖維并實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化大生產(chǎn)。生物質(zhì)石墨烯內(nèi)暖纖維的問世，標(biāo)志著圣泉集團(tuán)成為全球生物質(zhì)石墨烯智能多功能纖維引領(lǐng)者，將對(duì)我國化纖、紡織和服裝等諸多產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生一連串的重大影響，也必將成為山東一個(gè)新的工業(yè)經(jīng)濟(jì)增長極。
我國是目前石墨烯研究和應(yīng)用開發(fā)最為活躍的國家之一，但技術(shù)尚處培植期，下游產(chǎn)品和市場開發(fā)不足;并且由于制備成本過高，石墨烯技術(shù)現(xiàn)在大部分仍停留在科研階段。整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈到目前為止仍未實(shí)現(xiàn)疏通和整合，從石墨烯制備技術(shù)到轉(zhuǎn)移技術(shù)以及打通下游應(yīng)用等方面，都亟待實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步突破。
近年來，在國內(nèi)外新材料行業(yè)中屢有驚人之舉的圣泉集團(tuán)也加入了石墨烯研究和應(yīng)用的探索行列，并以其不俗的企業(yè)實(shí)力終結(jié)中國石墨烯產(chǎn)業(yè)化路徑不暢的局面，走出了一條生物質(zhì)石墨烯艱難探索創(chuàng)新發(fā)展之路。
2014年，圣泉集團(tuán)聯(lián)合黑龍江大學(xué)長江學(xué)者團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)了"基團(tuán)配位組裝法"工藝制備生物質(zhì)石墨烯，同年新建的全球首條100噸/年生物質(zhì)石墨烯中試生產(chǎn)線幾經(jīng)周折和改進(jìn)，終于有望在本月試車。
前段，圣泉集團(tuán)曾經(jīng)嘗試將石墨烯加入樹脂中，以期增加耐火材料的耐高溫性能，也曾嘗試將石墨烯加入橡膠中，以增強(qiáng)耐磨性能。雖然試驗(yàn)都取得了成功，但由于石墨烯昂貴的價(jià)格和性能提高幅度與產(chǎn)品價(jià)值不成比例，相關(guān)課題仍需進(jìn)一步研發(fā)。
近期，圣泉集團(tuán)將目光投向了集團(tuán)內(nèi)部業(yè)已相對(duì)完整的產(chǎn)業(yè)鏈。圣泉是一家以農(nóng)作物秸稈為原材料生產(chǎn)各種高附加值新材料的企業(yè)集團(tuán)，在過去的30年里，一直致力于利用玉米芯生產(chǎn)糠醛并深加工呋喃樹脂,近年來，植物秸稈利用取得重大技術(shù)突破，實(shí)現(xiàn)了將植物秸稈的纖維素、半纖維素、木質(zhì)素三大主要成分全部有效利用，生產(chǎn)出了對(duì)我國多個(gè)產(chǎn)業(yè)及人們健康生活帶來巨大影響的系列新材料產(chǎn)品。
對(duì)于作為副產(chǎn)品的纖維素、半纖維素、木質(zhì)素，圣泉集團(tuán)也曾有過將其用于紡紗或造紙的想法，但是因?yàn)槠髽I(yè)沒有將其作為主攻方向等原因而放棄。
"但是在實(shí)現(xiàn)了石墨烯工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)突破之后，我們突然思路大開：把石墨烯用在纖維素上，生產(chǎn)功能性纖維，將高科技直接用于人們的健康生活，或?qū)槭┱业揭粔K更有價(jià)值的用武之地。"唐一林告訴--記者。
纖維加入石墨烯，圣泉集團(tuán)成功研發(fā)石墨烯內(nèi)暖纖維
"我們也不曾想到，纖維加入石墨烯之后竟然有如此神奇的變化!"山東省圣泉生物質(zhì)石墨烯研究院常務(wù)副院長張金柱告訴與會(huì)的記者。
姚穆院士長期從事紡織材料學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域科研和教學(xué)，提出基于中國人體皮膚感覺神經(jīng)系統(tǒng)特點(diǎn)及綜合相關(guān)理論，開拓了人體著裝舒適性研究新領(lǐng)域，為特種功能服裝研制奠定了理論基礎(chǔ)。
姚穆認(rèn)為，以天然纖維為基體，與圣泉生物質(zhì)石墨烯經(jīng)特殊工藝有機(jī)融合，得到的圣泉石墨烯內(nèi)暖纖維是一種全新的智能多功能復(fù)合纖維。該纖維除具有一般纖維的常規(guī)特性外，還具有以下主要功能：激活免疫細(xì)胞、增強(qiáng)機(jī)體功能、防護(hù)紫外線、改善微循環(huán)、抗菌抑菌、抗靜電、增溫保溫等特性。
姚穆院士特別提到這樣一個(gè)實(shí)例，"1998年83萬軍人參與抗洪搶險(xiǎn)，73萬人下水營救，在事后給中央的總結(jié)報(bào)告中特別指出，下水救援的軍人中83%的人腳部糜爛，73%的人股骨溝糜爛，引起中央領(lǐng)導(dǎo)震驚并責(zé)令全力以赴解決。
圣泉集團(tuán)生物質(zhì)石墨烯服飾具有抗菌抑菌、低溫遠(yuǎn)紅外等優(yōu)異性能，能使細(xì)菌不再繁殖并最終消滅，同時(shí)其遠(yuǎn)紅外功能對(duì)于加速微循環(huán)，保障皮膚健康作用明顯，它的問世，有望真正解決腳部糜爛和股骨溝糜爛等難題。"
圣泉集團(tuán)生產(chǎn)的石墨烯內(nèi)暖纖維長絲、短纖規(guī)格齊全，短纖可與莫代爾、黏膠、棉、普通腈綸等其他各種纖維搭配混紡，長絲可與各種纖維交織，制備不同功能需求的紗線面料。在紡織領(lǐng)域，可以制成內(nèi)衣、內(nèi)褲、外衣、襪類、嬰幼服飾、家居面料、戶外外套等。
"石墨烯內(nèi)暖纖維的用途并不僅限于服裝領(lǐng)域，還可以應(yīng)用于生產(chǎn)車輛內(nèi)飾、美容醫(yī)療衛(wèi)材、摩擦材料、過濾材料等。"山東圣泉生物質(zhì)石墨烯研究院常務(wù)副院長張金柱補(bǔ)充道。
新材料實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，"智能化"服飾成為未來發(fā)展潮流
"智能化"服飾是近幾年紡織服裝界的發(fā)展潮流。依靠生物質(zhì)石墨烯內(nèi)暖纖維導(dǎo)熱導(dǎo)電的特點(diǎn)，圣泉集團(tuán)與英國泰科曼公司簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議推出智能文胸，通過內(nèi)置感應(yīng)器測量女性胸部溫度細(xì)微變化來確定是否有可疑腫塊。有效預(yù)防腫瘤及乳腺癌，成為廣大女性患者的福音。
此外，唐一林表示，公司計(jì)劃將生物質(zhì)石墨烯應(yīng)用到軍服上，這種智能多功能服飾可以使士兵在冬季告別臃腫的防寒服裝;應(yīng)用于普通保暖服飾，更可以讓愛美人士在冬天享受"既有風(fēng)度，又有溫度"的體驗(yàn)。同時(shí)據(jù)記者了解，圣泉集團(tuán)還有意在減肥服裝等多方面進(jìn)行探索。
據(jù)了解，目前我國石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨諸多瓶頸，一是專利技術(shù)大部分還停留在科研階段，二是研究機(jī)構(gòu)與應(yīng)用企業(yè)嚴(yán)重脫節(jié)，三是研究機(jī)構(gòu)缺乏足夠的資金支持，綜上原因?qū)е率┲苽涑杀具^高，很難實(shí)現(xiàn)工業(yè)化商業(yè)生產(chǎn)，市場價(jià)格居高不下，這在一定程度上限制了石墨烯的大規(guī)模廣泛使用。
而在圣泉集團(tuán)，由于研發(fā)、應(yīng)用、生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了一體化，就繞過了上述產(chǎn)業(yè)化障礙，這或?qū)⑹故ト瘓F(tuán)在石墨烯產(chǎn)業(yè)內(nèi)創(chuàng)造一個(gè)"圣泉模式";尤其值得注意的是，圣泉集團(tuán)制備石墨烯所用材料均為價(jià)格低廉、數(shù)量龐大、來源廣泛的農(nóng)作物秸稈，在實(shí)現(xiàn)石墨烯工業(yè)化充分量產(chǎn)之后，擁有產(chǎn)量和價(jià)格雙重利器的圣泉集團(tuán)不僅獲得了重新架構(gòu)企業(yè)競爭優(yōu)勢的契機(jī)，更將對(duì)中國石墨烯產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生不可估量的影響。
濟(jì)南圣泉集團(tuán)始建于1979年，前身是國家"一五"期間前蘇聯(lián)援華的156個(gè)項(xiàng)目之一，總部坐落于中華老字號(hào)"瑞蚨祥"綢布面料為代表的全國"祥"字號(hào)連鎖商發(fā)祥地章丘刁鎮(zhèn)，三十多年來，公司始終致力于各類植物秸稈的創(chuàng)新研發(fā)與綜合利用，目前旗下?lián)碛猩镔|(zhì)綜合利用產(chǎn)業(yè)、三大樹脂及復(fù)合新材料產(chǎn)業(yè)、健康產(chǎn)業(yè)、生物醫(yī)藥等四大產(chǎn)業(yè)。其主導(dǎo)產(chǎn)品呋喃樹脂、酚醛樹脂產(chǎn)銷量分居全球第一和第三，公司是國家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化國家重點(diǎn)龍頭企業(yè)，是神州飛船保溫原材料指定制造商。2014年7月28日，公司登陸上市"新三板"。
近年來，在保持傳統(tǒng)的呋喃樹脂、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、泡沫陶瓷過濾器等產(chǎn)品市場競爭優(yōu)勢的同時(shí)，公司進(jìn)一步融合新技術(shù)，加快轉(zhuǎn)型升級(jí)，產(chǎn)業(yè)向復(fù)合新材料領(lǐng)域縱深發(fā)展，產(chǎn)品向自動(dòng)化、信息化、智能化創(chuàng)新，目前生物質(zhì)纖維素及木質(zhì)素系列新產(chǎn)品、"安特福"建筑節(jié)能綠色保溫材料、"輕芯鋼"軌道交通復(fù)合材料、生物醫(yī)藥等新材料、新產(chǎn)品市場活力逐步釋放，公司將朝著中國新材料領(lǐng)域引領(lǐng)者目標(biāo)邁進(jìn)。
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