廣西大學(xué)教授沈培康：三維石墨烯有望解決應(yīng)用問題

廣西大學(xué)教授沈培康：三維石墨烯有望解決應(yīng)用問題

石墨烯是一種技術(shù)含量高、應(yīng)用前景廣闊的碳材料，以其優(yōu)異的性能廣泛應(yīng)用于新能源汽車、航天等領(lǐng)域。被中國制造2025列為戰(zhàn)略前沿材料之一，已成為135種新材料領(lǐng)域發(fā)展的重點(diǎn)。

以創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)為導(dǎo)向，建設(shè)世界一流的石墨烯生產(chǎn)應(yīng)用基地，推動(dòng)廣西2025年中國工業(yè)升級(jí)換代，近期國際知名電化學(xué)專家、國家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)獲得者、可再生能源材料主管沈培康教授廣西大學(xué)LS聯(lián)合創(chuàng)新中心向記者介紹了依托廣西大學(xué)多學(xué)科融合優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的未來前景。

石墨烯是材料領(lǐng)域的一顆新星，具有優(yōu)異的電學(xué)、力學(xué)、熱學(xué)和光學(xué)性能。在半導(dǎo)體、光伏、鋰離子電池、航天、軍工、新一代顯示器、新能源、新材料等傳統(tǒng)領(lǐng)域，將帶來革命性的技術(shù)進(jìn)步。

盡管石墨烯在許多領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用，但目前還沒有大規(guī)模生產(chǎn)石墨烯的方法，沈培康教授介紹了在制備和應(yīng)用二維石墨烯方面存在一些困難，如成本高、工藝復(fù)雜、易聚集或團(tuán)聚、分散在穩(wěn)定劑中、濃度低和等等。

沈培康教授的團(tuán)隊(duì)對(duì)三維石墨烯的制備和降低成本進(jìn)行了長期的研究，并采取了關(guān)鍵步驟——采用離子交換樹脂一步批量制備三維多孔石墨烯材料，石墨烯三維是應(yīng)用瓶的關(guān)鍵技術(shù)。二維石墨烯板的頸部。采用一步法離子交換樹脂制備了三維類石墨烯材料。合成工藝簡單，原料來源廣泛，成本低，可生產(chǎn)噸或數(shù)百噸，沈培康教授說。

在這項(xiàng)研究中，沈培康教授的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，用這種方法合成的三維多級(jí)多孔自摻雜石墨烯類材料具有其他碳材料（包括商用石墨烯）不具備的特性，例如高比表面積、高導(dǎo)電性、自摻雜、多級(jí)多孔結(jié)構(gòu)、E。TC。

隨著環(huán)保和節(jié)能要求的日益嚴(yán)格，汽車輕量化已日益成為世界汽車發(fā)展的趨勢(shì)和熱點(diǎn)，研究數(shù)據(jù)表明，每降低10%的汽車重量，可使油耗降低6%-8%。

近年來，石墨烯作為一種新型的超強(qiáng)度材料，在汽車工業(yè)中引起了廣泛的關(guān)注，是目前已知的最薄、最硬的納米材料。沈培康教授說，它的斷裂強(qiáng)度是鋼的200倍，拉伸范圍可達(dá)鋼的20%。

目前，廣西大學(xué)可再生能源材料協(xié)同創(chuàng)新中心正在將三維石墨烯材料應(yīng)用于車身輕量化領(lǐng)域。實(shí)驗(yàn)室研究表明，三維石墨烯在車身輕質(zhì)補(bǔ)強(qiáng)材料中具有廣闊的應(yīng)用前景。

我們打算用三維石墨烯超增強(qiáng)因子制備超輕、超強(qiáng)聚合物納米復(fù)合材料，沈培康教授表示，通過將石墨烯集成到復(fù)合材料中，可以在車身結(jié)構(gòu)中替代或部分替代超強(qiáng)鋼部件和高強(qiáng)度鋼部件以及鋁合金部件。結(jié)構(gòu)，特別是在承載車體中，為了減輕車體本身的重量，提高車體的設(shè)計(jì)和安全性；便于零部件的生產(chǎn)，降低成本，提高燃油效率或提高安全性。電動(dòng)汽車的耐久性等。

平臺(tái)建設(shè)方面，球形差示電子顯微鏡等大型儀器相繼建成；石墨烯量產(chǎn)領(lǐng)域，正在籌建中試生產(chǎn)示范車間，年產(chǎn)量10噸；石墨烯大規(guī)模應(yīng)用領(lǐng)域，近幾年來，國內(nèi)外對(duì)石墨烯的應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。與廣州汽車集團(tuán)、廣西瑞益新能源分別建立技術(shù)合作關(guān)系，開發(fā)石墨烯增強(qiáng)車身材料和汽車動(dòng)力用鋰、硫電池、燃料電池和專用鋰一次性電池……自成立以來，是可再生能源合作創(chuàng)新中心。廣西大學(xué)的材料學(xué)在三維石墨烯的應(yīng)用和研究方面取得了一系列的成果。

下一步，我們將通過建立石墨烯研究所、建立試點(diǎn)生產(chǎn)示范基地和石墨烯工業(yè)園、培訓(xùn)和引進(jìn)石墨烯專業(yè)人才、建立廣西石墨烯產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、建立世界粉末石墨烯生產(chǎn)和大規(guī)模應(yīng)用基地等途徑，努力把廣西建成世界粉末石墨烯生產(chǎn)和大規(guī)模應(yīng)用基地。吳邦國合作機(jī)制。沈培康教授說。

可再生能源材料協(xié)同創(chuàng)新中心是一支優(yōu)秀的研究團(tuán)隊(duì)。它對(duì)石墨烯有獨(dú)特的研究，在工業(yè)上占有一席之地。近年來，廣西壯族自治區(qū)黨委常委、自治區(qū)常務(wù)副主席唐仁健訪問了廣西大學(xué)可再生能源材料合作創(chuàng)新中心，表示不僅要掌握石墨烯的基本理論，而且要掌握石墨烯的基本理論。因此，盡快將技術(shù)推向市場，形成產(chǎn)業(yè)，自治區(qū)政府將優(yōu)先支持石墨烯生產(chǎn)、教育和研究項(xiàng)目。優(yōu)先安排科研經(jīng)費(fèi)、人才引進(jìn)、產(chǎn)業(yè)園區(qū)規(guī)劃建設(shè)，促進(jìn)廣西新能源材料創(chuàng)新，盡快實(shí)現(xiàn)新的突破。（記者劉浩）

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