石墨烯材料
“這個實驗室是一個試驗田,我希望能長出好莊稼。”近日,在哈爾濱市松北區舉行的“北大-寶安烯碳科技聯合實驗室”簽約儀式上,北京大學劉忠范院士對實驗室成立寄予很高期待。12月11日,哈爾濱萬鑫石墨谷科技有限公司與北京大學劉忠范院士正式簽約合作,雙方共同成立“北大-寶安烯碳科技聯合實驗室”,雙方將就石墨烯應用的關鍵技術問題(石墨烯的批量制備、石墨烯在新能源中的應用、石墨烯在可穿戴器件中的應用)開展項目合作,共同推動石墨烯產業化應用。
哈爾濱萬鑫石墨谷科技有限公司總經理黃友元表示,此次合作將充分發揮雙方有利條件,協同創新發展,形成技術上的創新和領先優勢,合理整合我省石墨產業資源,促進我省石墨產業高端化發展和轉型升級,將哈爾濱打造成為全球重要的石墨烯產品研發與產業化應用的重要基地和示范區,推動哈市發展為高科技領域的國際化產業基地,引領戰略性新興產業創新發展。
產研結合以持續創新推動石墨烯研發轉化
劉忠范教授在實驗室
“今年年初到深圳開會,順便訪問了貝特瑞公司并結識了兩位校友。我們彼此之間產生了想要一起做點事的共鳴。”劉忠范告訴記者,當時寶安集團正醞釀在哈爾濱成立萬鑫石墨谷科技產業園,出于好奇他便來到哈爾濱,當他了解到黑龍江省擁有豐富的石墨礦資源,特別是各級領導對高科技企業、高科技產業的重視與支持,他感到科技園未來發展將具有無限潛力。劉忠范認為,石墨烯未來發展的決勝之道是從低端走向高端,從作坊式走向集約式,他覺得將有實力的實驗室與有實力的企業捆綁起來,在國家、政策、各級部門的支持下做集約式的發展,優勢互補形成合力后參與競爭,才是占領未來核心制高點的所在。為此,經過一年的醞釀,聯合實驗室應時而生。
“與北大劉忠范院士合作是整個萬鑫石墨谷產業發展的重要布局之一。”黃友元說,石墨烯作為新材料研發時間比較短,但卻是一個長跑過程,與北大建立實驗室將大學團隊多元的優勢資源與企業產業化方面資源相互結合,通過源源不斷的技術創新持續推動石墨烯研發的步伐。“劉忠范課題組近十年來潛心研究石墨烯制備的基礎問題,是需要大量長期的科研積累,不是一個企業花點錢就能解決的。”黃友元說,把劉忠范課題組在石墨烯領域已經取得的豐富經驗,與萬鑫石墨谷產業結合起來實現成果轉化,同時建立一個機制,把市場需求反饋到實驗室引導他們持續創新,使得石墨烯成果研發有一個持續性,有利于推動石墨烯產業化應用。
多年研發成果將在冰城落地開花
劉忠范說,石墨烯是從石墨材料中剝離出來的,是目前最薄、最硬、導電導熱性能最強的材料,應用前景極為廣闊。劉忠范課題組從2008年開始從事石墨烯的研究,他們攻克了許多技術難關,實現了高質量石墨烯薄膜的批量制備,并且可以直接長在傳統的玻璃上。在聯合實驗室簽約儀式上,劉忠范第一次公布了剛剛做出來的成果:用氯化鈉做生長石墨烯的襯底,綠色制備的方法可能比普通的粉體石墨烯貴一些,但是屬于高端的粉體,并且具有很強的吸附能力,此項目是劉忠范課題組為萬鑫石墨谷量身研發的。
劉忠范說:“高質量石墨烯制備需要解決基礎研究的問題、基本技術和裝備問題,還有終端產業化問題。我們愿意把上游放在北京,下游放在萬鑫石墨谷,在此將成果推向產業化。”黃友元告訴記者,萬鑫石墨谷將成為新材料產業的一個搖籃,源源不斷地把實驗室相對成熟的技術在萬鑫石墨谷進行孵化。萬鑫石墨谷作為孵化器,背后依靠的是寶安集團及其旗下貝特瑞非常成熟的產業體系,使得其更了解項目后續在產業界、資本界的發展方向,因此一個項目孵化出來后,寶安集團憑借自身能力可以將其第一時間呈現放大。哈爾濱萬鑫石墨谷科技有限公司首席專家袁國輝說,我省石墨礦資源豐富,下游應用市場空間巨大,石墨烯在我省發展將推動石墨烯產業上下游發展。
據了解,劉忠范院士課題組擁有一大批從事納米碳材料研究的優秀人才,擁有先進研發設備和雄厚的研究基礎,是國際上少數幾個代表性納米碳材料研究團隊之一。在高質量石墨烯的可控宏量制備、石墨烯薄膜轉移、組裝及其透明電極規?;苽浼皯玫确矫嫜芯抗ぷ魈幱趪H領先水平。項目落地后,將可以批量生產不同尺寸的單層石墨烯以及石墨烯觸屏、電極等,加快推出在數碼、太陽能、航空航天和軍工等領域廣泛應用的創新石墨烯產品。
“頭羊效應”助力我省確立石墨產業優勢地位
“我個人毫不懷疑石墨烯是主導未來高科技競爭的新一代戰略材料,有望在電子信息、能源、生物醫藥、環保、航空航天、功能材料等諸多領域嶄露頭角。”劉忠范認為萬鑫石墨谷作為一個重要的起點和基礎,其產生的“頭羊效應”將吸引一大批人在此開拓石墨烯事業,只要抓住我省在石墨資源方面的基礎優勢、文化優勢,以及積極引進和利用外界人才,未來五年可能是石墨烯在黑龍江、哈爾濱的關鍵期,如果走得好將會引領全國石墨烯的發展。
日前,劉忠范課題組在玻璃表面成功實現直接生長薄膜石墨烯,通過一層石墨烯改變了玻璃的各種性質,有望極大地拓展玻璃的應用空間,引發玻璃產業從大批量低附加值的應用到高附加值應用的革命性轉變。劉忠范很期待他們的石墨烯玻璃在未來能變成石墨烯“殺手锏級”的應用,有著非他不可的用途,如代替汽車的后玻璃、飛機的智能窗、手機觸摸屏以及細胞培養皿等。劉忠范表示,未來條件合適的話,愿意在哈爾濱做這件事情。
正如黃友元所說,哈爾濱萬鑫石墨谷科技有限公司借助黑龍江的石墨資源優勢和中國寶安集團在黑龍江的石墨產業已有的布局,通過本次合作引進石墨烯成果轉化,為萬鑫石墨谷在整個石墨烯產業布局邁出了重要一步,也為實現萬鑫石墨谷打造成國家一流的石墨-碳材料產業基地的目標加快了步伐。(作者:李愛民 薛婧)
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