從“神八”“神九”等“神舟”系列飛船返回艙的保溫原材料，到中國高鐵廣泛應用的圣泉輕芯鋼、國際首創(chuàng)的生物質石墨烯，再到石墨烯改性纖維的產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化……近年來，濟南圣泉集團以創(chuàng)新引領企業(yè)發(fā)展，在新材料之路上持續(xù)發(fā)力，創(chuàng)造了一個又一個世界第一。兩個月前，他們通過創(chuàng)新設計生物質石墨烯與纖維的復合方式，使改性腈綸、滌綸導電纖維在世界領先問世。12月18日，記者在該集團采訪看到，石墨烯改性恒溫蓄熱纖維目前又在實驗室誕生。接二連三的重大突破，使圣泉集團不僅在石墨烯應用上邁出了一大步，也引領我國生物質石墨烯研究站在了世界前沿。
“石墨烯的電導率為106S/m，導電性能優(yōu)異，比硅材料的電子遷移率要高出100倍。由生物質石墨烯導電復合面料制成的特種服飾，可大大降低其表面電阻率及摩擦系數(shù)，從而達到抗靜電的效果。”據(jù)圣泉集團董事長唐一林介紹，該技術不僅破解了人們長期以來衣物因摩擦產(chǎn)生靜電的“煩惱”，如應用在加油站、煉油廠等領域，還可有效避免因靜電帶來的災難。“石墨烯改性導電纖維具有良好的柔性和可紡性，復合穩(wěn)定性高，經(jīng)水洗、皂洗、酸堿汗?jié)n、干濕摩擦后仍能保持抗靜電性能。”
石墨烯是由碳原子緊密堆積構成的二維晶體，其強度、韌性、透光率和導電性能優(yōu)越，被譽為“改變21世紀的新材料”。近年來，全球對石墨烯研究持續(xù)升溫，但以化學方法合成石墨烯因存在原料來源單一、高污染等條件制約，目前真正高質量的石墨烯制備及其產(chǎn)業(yè)化和多領域應用仍是突出的世界性難題。
圣泉集團與黑龍江大學合作，歷經(jīng)七年攻關，以玉米芯纖維素為原料，研發(fā)出綠色環(huán)保、成本較低的新材料——生物質石墨烯。曾被視為“下腳料”的玉米芯和秸稈，在這里被“點石成金”，不但為我國減輕了因秸稈焚燒帶來的環(huán)保壓力，更為實現(xiàn)綠色可循環(huán)、可持續(xù)發(fā)展找到了新途徑。
創(chuàng)新無止境。圣泉集團在與東華大學、青島大學、黑龍江大學共同承擔的“生物基石墨烯宏量制備及石墨烯在功能纖維中的產(chǎn)業(yè)化應用”項目中，成功研發(fā)出石墨烯表面改性及在聚合物中的分散技術，解決了石墨烯在再生纖維素纖維、滌綸短纖維與錦綸6紡絲過程中易團聚、品質控制難等世界性技術瓶頸，形成了高效紡紗系列加工、織造與染整等一整套核心技術體系，并申報了105項國家專利、12項國際專利。中國紡織工業(yè)聯(lián)合會組織以孫晉良、蔣士成兩位院士掛帥的鑒定驗收委員會認為，該項目整體技術達到國際先進水平。
記者了解到，生物質石墨烯與纖維有機復合，形成了特點鮮明的改性纖維，由此制成的石墨烯內(nèi)暖纖維產(chǎn)品，經(jīng)武漢產(chǎn)品質量監(jiān)督檢驗所、山東省纖維檢驗局等多家權威機構檢測顯示，具有遠紅外、持久抑菌、抗靜電、防紫外、吸濕透氣等特性。“曾經(jīng)讓人感到‘神秘莫測’的石墨烯，如今已被廣泛應用到與人們息息相關的服飾生產(chǎn)中。它正改變著傳統(tǒng)的穿衣觀念，引領我們由‘穿衣護體’向‘穿衣養(yǎng)體’的理念轉變。”唐一林如是說。
這些填補國內(nèi)空白的高新技術，也為我國功能纖維及特種紡織服裝產(chǎn)業(yè)的發(fā)展注入了新的血液與活力。目前與圣泉集團合作的紡織企業(yè)已超過200家，其中不乏魏橋集團、唐山三友、上海德福倫等國內(nèi)大型名企，鄂爾多斯、波司登等多家服飾巨頭也已達成合作協(xié)議，石墨烯改性纖維正迅速得到紡織及服裝企業(yè)的認可。2017年，圣泉集團石墨烯產(chǎn)品營收2億元，并拉動了超過10億元的市場銷售。
“升級換代后的石墨烯改性導電纖維，將在軍工、航天、智能傳感、智能穿戴等多領域實現(xiàn)革命性應用。”圣泉集團總裁唐地源告訴記者，目前，企業(yè)正對錦綸、氨綸、丙綸等品類的石墨烯改性導電纖維展開技術攻關，未來將在智能服飾、運動服飾、軍服、醫(yī)療用品、高強高模纖維等方面研發(fā)出更多高端功能紡織品。“企業(yè)還對石墨烯改性超級電容及電池展開了技術研究，以實現(xiàn)快速充電、增加電池容量以及電容電池廢料的回收，目前已取得重大進展。同時，企業(yè)研發(fā)的石墨烯防腐涂料已達到5000小時以上的耐性，正在向更高的防腐紀錄攻關。”
記者了解到，我國高度重視石墨烯產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新及應用。今年工信部批復由濟南圣泉集團牽頭組建了中國石墨烯改性纖維及應用開發(fā)產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)盟，國內(nèi)石墨烯科研高校院所、研發(fā)應用企業(yè)、紡織和服裝企業(yè)120余家機構成為聯(lián)盟單位，旨在協(xié)同突破制約石墨烯應用和推廣中的“瓶頸”，聚力把產(chǎn)業(yè)做大做優(yōu)做強。
作為聯(lián)盟理事長，圣泉集團董事長唐一林對我國石墨烯產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展有著清晰的思路和堅定的信心。“聯(lián)盟將構建以企業(yè)為主體、產(chǎn)學研用緊密結合、上下游高效協(xié)同的產(chǎn)業(yè)發(fā)展新體系，形成共創(chuàng)合作大平臺，通過實施‘石墨烯+’行動，使技術研發(fā)、產(chǎn)品生產(chǎn)、終端應用等環(huán)節(jié)實現(xiàn)無縫對接，不斷拓展石墨烯在防腐涂料、電池材料、復合新材料、生物醫(yī)學等領域的應用，早日使我國成為石墨烯全球科技創(chuàng)新的高地!”
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