關鍵詞

 

創新

 

黨的十九大報告提出

 

加快建設創新型國家。創新是引領發展的第一動力，是建設現代化經濟體系的戰略支撐。要瞄準世界科技前沿，強化基礎研究，實現前瞻性基礎研究、引領性原創成果重大突破。加強應用基礎研究，拓展實施國家重大科技項目，突出關鍵共性技術、前沿引領技術、現代工程技術、顛覆性技術創新，為建設科技強國、質量強國、航天強國、網絡強國、交通強國、數字中國、智慧社會提供有力支撐。加強國家創新體系建設，強化戰略科技力量。深化科技體制改革，建立以企業為主體、市場為導向、產學研深度融合的技術創新體系，加強對中小企業創新的支持，促進科技成果轉化。

 

12月8日，浙江省石墨烯制造業創新中心在寧波揭牌成立。創新中心以中科院寧波材料所為依托，搭建產學研合作開放的創新平臺，薛群基院士、屠海令院士、成會明院士等29位相關領域院士和專家被聘任為浙江省石墨烯制造業創新中心專家委員會成員。對寧波來說，這開啟了石墨烯研究的一個新時代。

 

寧波在石墨烯的研究上，許多領域都走在了前例。2012年全國第一條石墨烯生產線在甬落戶，2013年啟動“石墨烯產業化應用開發”重大科研專項以來，三年投入近1億元財政資金，支持37項石墨烯材料應用研發項目，并在超級電容、動力電池、防腐涂料等多個領域的應用研究方面取得重要成果。

 

按照《中國制造2025》規劃定的石墨烯產業技術發展路線圖，創新中心將重點面向電動汽車、海洋工程、功能復合材料、柔性電子、電子信息等領域對石墨烯的產業化和應用進行進一步開發，并將成為石墨烯領域國內權威、國際先進的測試評價基地，全球石墨烯檢測技術與檢測標準的重要發源地。昨日，首批22項石墨烯創新項目入駐創新中心。預計到2020年，創新中心研發場地將達3萬平方米，研發人員達150人，培育孵化石墨烯企業20家以上。預計到2025年，石墨烯應用領域材料產業集群將達100億元規模，石墨烯終端應用產業達1000億元規模。

 

據介紹，石墨烯是目前世界上最薄、最堅硬的納米材料，1毫米厚的石墨里含有300多萬層石墨烯，所以說，1克石墨烯就可以輕而易舉地鋪滿整個籃球場。與石墨烯這樣的厚度相比，“薄如蟬翼”已不算什么！它又幾乎是完全透明的，只吸收2.3%的光。石墨烯作為功能性的添加劑，也被稱為“工業味精”，可以用于超級電容器、鋰電池以及航空航天及電動汽車，滿足快充、長程續航的要求。它還可用在復合材料、防腐涂料領域，使相關材料有更好的強度、韌性和防腐性能。對這樣一個全身是寶的材料，在環保、節能、通訊、醫學等許多領域，人們都充滿了期待。

 

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石墨烯重防腐涂料 鹽霧壽命超過6000小時

 

11月24日，“2017中國創新設計大會暨中國好設計”頒獎儀式在廣東舉行 ，中科院寧波材料技術與工程研究所的“石墨烯改性重防腐涂料體系設計與工程應用”獲“中國好設計”銀獎。

 

近年來，利用石墨烯的“迷宮”阻隔效應提高有機涂層的抗滲透性和防腐性，已成為國內外防腐涂料領域的研究熱點。然而，研制具有實用價值的高性能石墨烯改性重防腐涂料難度非常大。

 

中科院寧波材料所研究員王立平和中國工程院院士薛群基團隊經過數年技術攻關，成功突破石墨烯改性防腐涂料研發及應用的技術瓶頸，開發出擁有自主知識產權的新型石墨烯改性重防腐涂料。該技術成果已經通過國內權威鑒定機構的性能檢測，鹽霧壽命超過6000小時，綜合性能明顯優于國際一流產品，已成功應用于電網、化工、海洋裝備等領域。

 

能讓新能源車跑得更久

 

上月，來自工信部的消息稱，中科院寧波材料所和寧波中車新能源科技有限公司聯合研發的石墨烯改性高能量密度鋰離子超級電容器，通過寧波市經濟和信息化委員會組織的新產品鑒定，并實現批量生產。

 

專家認為，采用石墨烯改性正極復合材料和石墨烯改性復合導電劑開發的高能量密度鋰離子超級電容器，解決了保障鋰離子電容器結構穩定性、提高電極密度的關鍵技術，研發生產的產品單體容量達17KF、能量密度達20Wh/kg以上、功率密度接近8kw/kg，技術水平達到國際領先水平。該類產品已經具備了批量投放市場的能力。

 

寧波中車新能源科技有限公司的相關科技人員表示，這項技術與人們的生活息息相關，意味著我們日后的新能源車可以快速充電，并在充電后跑得更久。

 

“石墨烯” 鋁空氣電池

 

也在寧波問世

 

石墨烯走進人們生活的腳步近了。記者還了解到，中科院寧波材料所研究團隊研制出基于石墨烯空氣陰極的千瓦級鋁空氣電池發電系統。通過實際演示顯示，該電池系統可同時為一臺電視機、一臺電腦、一臺電風扇以及10個60瓦照明燈泡同時供電，初步驗證了鋁空氣電池系統的發電供電能力，是新能源和新材料領域的一項重大突破。

 

中科院寧波工業技術研究所高級工程師薛業建告訴記者，以石墨烯基復合氧化物為催化劑的鋁空氣電池有很大的市場空間，這款鋁空氣電池目前已擁有22項國家專利，以后將可用于電動汽車、通訊基站等各個領域。如果用于新能源汽車上，可以使車身輕盈，并大大提高續航里程。如果用于手機充電寶上，則可以大大提高輸出電量。一些通訊基站如果采用這種電池，優勢也是顯而易見的，現在我國的通訊基站用的是鉛酸電池，全國的通訊基站大概需要一千萬組鉛酸電池，每兩三年換一次，對一些偏遠地區來說更新比較困難，而鋁空氣電池有15至20年的使用壽命，可以在很大程度上解決這一難題。

 

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用生活小實驗來發現石墨烯

 

我們身邊的石墨烯小實驗：用“撕膠帶法”來觀察石墨烯。將石墨片在普通的3M膠帶上反復黏附剝離，最終就可獲得石墨烯，將其放置在電子顯微鏡下就可以看到石墨烯的“芳容”。用類似的方法，我們甚至可以從鉛筆的筆芯中得到石墨烯的碎片，紙上一道淺淺的鉛筆印跡里，其實就是層層石墨烯的疊加。作為二維晶體形態的單層石墨烯，其實可以通過這樣平常的實驗“制造”出來。

 

記者 王元卓

 

通訊員 王虎羽 高曉靜 童小毅 文/攝