假如用一塊面積1平方米的石墨烯做成吊床，其重量不足1毫克，卻能承載一只1千克的貓——自2010年兩位科學家因石墨烯研究獲得諾貝爾物理學獎以來，這種神奇的材料可謂名聲大噪。

 

　　記者從日前由上海市中國工程院院士咨詢與學術活動中心主辦的“石墨烯的今天與明天”院士沙龍上獲悉，上游石墨烯的制備技術已能滿足當前很多方向明確的應用需求，只要打通中間環節，石墨烯走進生活指日可待。

 

　　上海石墨烯基礎研究與世界并駕齊驅

 

　　石墨烯由碳原子構成，斷裂強度是目前最好的鋼材的200倍，拉伸幅度能達到自身尺寸的20％，1毫米厚度就能包含大約300萬層石墨烯。華為總裁任正非曾說：“這個時代將來最大的顛覆，是石墨烯時代顛覆硅時代。”

 

　　上海理工大學材料科學與工程學院院長楊俊和透露，目前全球已有80多個國家投入石墨烯的研發和產業化，美、英、日、韓等發達國家都把研發石墨烯作為國家戰略。

 

　　石墨烯的第一個專利出現在1994年，自其發現者2010年獲得諾貝爾獎后，全球的專利申請量呈井噴式爆發———截至2016年，世界石墨烯專利申請量已達9022件，其中來自中國的申請占了58％。據統計，圍繞石墨烯，上海擁有1600項專利，幾乎涵蓋了目前國際上開展的所有石墨烯研究方向。

 

　　最初提取石墨烯是用膠帶從鉛筆芯的石墨中“粘”出來的，如此原始的手工制備方法無法適應工業生產，因此如何獲得又薄又純的石墨烯一直困擾著工業界。目前上海在石墨烯的兩大制備技術———液相剝離法和氧化還原法上，均取得了進展，已能滿足當下應用水平的需要。

 

　　下游企業早已對用上這種只有一層原子厚度的二維晶體躍躍欲試，比如代替硅材料，成為下一代超級計算機的元器件，或者利用它的透明性，在顯示屏、太陽能發電板上大規模應用，還能在生物、健康、環保等諸多領域大顯身手。

 

　　跨越從樣品到產品的“鴻溝”

 

　　既然上有來源，下有需求，為何還未看到石墨烯大規模應用呢？楊俊和說：“因為從樣品到產品之間還有一道鴻溝。”

 

　　科學家只要在千萬次試驗中找到一個性能優異的樣品就行，而產業界則追求每個產品都合格達標。作為科創中心建設首批規劃的18個研發與轉化功能型平臺，一年前成立的上海石墨烯產業技術功能型平臺，正是為了打通石墨烯從樣品到產品的“最后一公里”。

 

　　楊俊和團隊的石墨烯防腐涂料是最早入駐平臺的三條中試線之一，在這里他的產品要跑完從克級到噸級的試驗。

 

　　“首先要解決的是石墨烯均勻分散問題。”上海石墨烯產業技術功能型平臺董事長孟巖說。在實驗室里這個幾乎一根攪拌棒就能解決的問題，當放大到千克級乃至噸級規模時，就成了需要融合溫度、壓力、超聲等一系列工藝技術的復雜問題。研究人員必須不斷摸索每種狀態下化學原料的“脾氣”，還要配合相應設備，才能讓石墨烯均勻分散在基材中。

 

　　不久前，三條中試線均獲得成功。接下來，由上海華誼集團出資，楊俊和團隊的100噸石墨烯防腐材料試驗將于下半年動工，明年投產，產能預計可達3．5萬噸。投產后，將極大滿足我國防腐涂料產業從油性升級為水性的產品缺口，應用前景廣闊。

 

　　共性技術為上海石墨烯產業提速

 

　　被譽為“石墨烯之父”的英國曼徹斯特大學教授康斯坦丁·諾沃肖洛夫去年來滬時曾表示，英國僅用六年，就從最基礎的原創性成果摸到了產業化的邊緣。當下，全球對于石墨烯的研究處于同一起跑線，誰能成為石墨烯新產品的策源地，比拼的是速度。

 

　　通過一年來的中試，上海石墨烯產業技術功能型平臺積累了豐富經驗，正在謀劃升級———在原有中試生產線基礎上，今年又新增了創新實驗室和檢驗檢測中心，這些為共性技術研發設立的新部門，將為每一個來到平臺轉化的產品贏得時間。

 

　　“以前我們是為單個樣品建立中試線，隨著樣品越來越多，需要為它們提煉共性技術。”孟巖說。