寧波走出石墨烯產業化發展新路

“目前,大棚內的環境溫度爲12℃,有了石墨烯電熱膜,育苗牀溫度就能達到20℃。”近日,在北京某農業科技發展有限公司育苗大棚內,國家石墨烯創新中心石墨烯電熱膜項目負責人吳禎琪藉助熱成像儀,向企業負責人高傑介紹剛安裝的石墨烯電熱膜的性能。

令高傑沒想到的是,通過石墨烯電熱膜,大棚內“育苗牀—土壤”自下而上的加熱方式,實現了爲土壤的精準供熱。最終,雙方達成了合作意向,這也是甬產石墨烯電熱膜首次應用於北方地區冬季育苗。

從2008年開始佈局石墨烯產業至今,寧波石墨烯產業發展迅速,成功拿下了多個全國第一、全國首次。特別是2022年底,位於寧波的石墨烯創新中心由省級升格爲國家級後,一批石墨烯新應用、新成果在寧波加速落地。

數據顯示,近兩年來,以首次商業化爲重點的國家石墨烯創新中心已成功組建研發團隊30餘個,培育孵化石墨烯企業20餘家,獲得授權專利300餘項。

“別看它平平無奇,它可是幫助芯片散熱、讓芯片發揮出最優性能的關鍵材料。”在寧波舉辦的2024年中國國際石墨烯創新大會上,國家石墨烯創新中心導熱烯創新團隊負責人郭玉芬,拿起自主研發的石墨烯導熱膜耐心地向到會的嘉賓進行講解。

據郭玉芬介紹,手機、平板電腦、路由器等電子產品,都需要散熱。隨着芯片性能的發揮,其產生的熱量持續攀升,若無法及時爲芯片散熱,將直接影響芯片性能,甚至導致芯片燒壞。

“石墨烯的超高導熱性能約是銅的3倍,有望解決芯片散熱的難題。”郭玉芬說,5年前,他們便開始研發基於非氧化石墨烯原料的石墨烯導熱膜製備技術,採取了一條與業界同行完全不同的技術路線。經過幾年潛心攻關,團隊成功建立了這套難度係數極高的技術工藝方案。

如今,郭玉芬團隊不僅可以量產常規厚度、寬幅的石墨烯導熱膜產品,也可以定製加工非標厚度及寬幅的產品,以滿足不同應用場景下的市場需求。目前,他們的產品已成功應用在衆多消費電子及航空航天領域。

“石墨烯是目前已知熱導率最高的材料。但是當我們用石墨烯作爲原料,將其製備成多孔的氣凝膠結構時,石墨烯氣凝膠能展現出良好的隔熱性能。”國家石墨烯創新中心石墨烯氣凝膠項目總監鄭嘯天說,他們通過石墨烯的可控制備,已將石墨烯添加到氣凝膠孔道結構內,使氣凝膠有更低的導熱係數、更好的隔熱性能。目前,該項目製備的石墨烯氣凝膠可以用於石油化工管道、熱力管道,也可用於新能源電池的熱防護材料。

“這是我們研發的超級銅,它就像是銅中的‘超人’,其導電性能遠超普通的銅,甚至超過導電性能最好的金銀。”寧波某科技有限公司董事長汪偉說,超級銅是由銅和石墨烯複合而成的新材料,也叫石墨烯銅基復材。它的性能更加強大,只需替換全國10%的電機,一年就能省下一個葛洲壩發電站的發電量。

在服裝領域,石墨烯的創新應用也有一席之地。

用石墨烯改性面料製作的衣服,摸上去與普通的衣服無異,但它暗藏玄機,除了具有抑菌、抗靜電、吸溼等特點外,還可以加快人體的新陳代謝。目前,石墨烯紡織材料已成功應用於服裝、家紡、防護用品等領域,爲傳統紡織品賦予更多新的功能。

“這是首屆石墨烯創新大會在寧波舉行以來,第二次將舉行地放在寧波。”10餘年來,中國石墨烯產業技術創新戰略聯盟理事長李義春見證了寧波經濟的發展,也見證了寧波石墨烯產業從無到有。從什麼都做,到專注於某個細分領域,逐個擊破,寧波已走出了一條石墨烯產業化發展的新路。

在他看來,未來,寧波要做的就是藉助國家石墨烯創新中心落地鎮海的契機,通過集聚一批項目和人才,將寧波打造成石墨烯產業高地、創新高地。

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