2004年，英國曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家從石墨中分離出石墨烯，證實(shí)它可以單獨(dú)存在，兩人因此共獲2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。隨著石墨烯材料被應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，與之相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)也相繼出臺(tái)，這項(xiàng)“網(wǎng)紅”科技在未來還會(huì)掀起怎樣的革命呢？

新型材料界的“網(wǎng)紅”

石墨烯由于其不穩(wěn)定的特性，不能單獨(dú)存在，直到2004年，英國曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家從石墨中分離出石墨烯，該材料才得以正式問世。石墨烯號(hào)稱“新材料之王”，是一種二維蜂窩狀純碳材料，集眾多特性于一身。它是目前最薄、最輕的材料，同時(shí)也是最強(qiáng)、最堅(jiān)硬的材料。雖然石墨很軟，但是單層的石墨烯材料甚至比金剛石還硬。石墨烯還兼具柔性、透明等特性，而且只有質(zhì)子能夠穿透。這些優(yōu)良的特性賦予了石墨烯材料極為廣闊的應(yīng)用前景，也是吸引全世界眼球的根本原因。

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盡管石墨烯在新聞端不斷“刷屏”，真正能夠發(fā)揮其特性的商業(yè)產(chǎn)品卻遲遲不見蹤影。對(duì)于石墨烯材料來說，理想與現(xiàn)實(shí)差距很大。雖然我國在石墨烯研究上擁有儲(chǔ)量豐富、政策支持的雙重優(yōu)勢(shì)，但是作為石墨烯誕生的搖籃，英國在這一領(lǐng)域研究的底子更厚。在去年已有40多家企業(yè)與曼徹斯特大學(xué)的235名研究人員合作開展石墨烯和相關(guān)二維材料的研究，并在周邊催生出上千家獨(dú)立公司。目前國內(nèi)石墨烯產(chǎn)業(yè)處于初級(jí)發(fā)展階段，工藝水平不高、企業(yè)難以獲利是阻礙石墨烯產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的兩大因素。

石墨烯5項(xiàng)地方標(biāo)準(zhǔn)相繼落地

今年年初，工信部、發(fā)改委和科技部等三部委發(fā)布了《關(guān)于加快石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的若干意見》，欲在2020年形成完善的石墨烯產(chǎn)業(yè)體系，實(shí)現(xiàn)石墨烯材料標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和低成本化，在多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用。而據(jù)最新報(bào)道，中國《石墨烯材料的術(shù)語、定義及代號(hào)》國家標(biāo)準(zhǔn)已基本完成制定工作，正在報(bào)批程序中。

石墨烯系列地方標(biāo)準(zhǔn)近期已經(jīng)發(fā)布，包括五項(xiàng)，分別是《石墨烯三維構(gòu)造粉體材料的檢測(cè)與表征方法》《石墨烯三維構(gòu)造粉體材料名詞術(shù)語和定義》《石墨烯三維構(gòu)造粉體材料生產(chǎn)用聚合物》《石墨烯三維構(gòu)造粉體材料生產(chǎn)技術(shù)》和《石墨烯三維構(gòu)造粉體材料生產(chǎn)用高溫反應(yīng)爐的設(shè)計(jì)規(guī)范》。上述標(biāo)準(zhǔn)是在中國率先發(fā)布的石墨烯系列地方標(biāo)準(zhǔn)，并首次明確了石墨烯三維構(gòu)造粉體材料的名詞術(shù)語，首次規(guī)范了石墨烯三維構(gòu)造粉體材料的原料、技術(shù)、生產(chǎn)裝備及檢測(cè)方法。

光催化技術(shù)或成治水新利器

隨著石墨烯相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的相繼落地，有關(guān)該材料的研究應(yīng)用也就隨即展開。近日，由國內(nèi)重點(diǎn)企業(yè)與科研單位聯(lián)合承擔(dān)的國家級(jí)石墨烯光催化治理黑臭污染水體項(xiàng)目，通過了專家組的鑒定。專家組一致認(rèn)為，這項(xiàng)技術(shù)整體上達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平，其中石墨烯光催化網(wǎng)的制備與應(yīng)用達(dá)到國際先進(jìn)水平，引起了業(yè)界的廣泛關(guān)注。據(jù)悉，基于這一技術(shù)的石墨烯光催化網(wǎng)產(chǎn)品已經(jīng)在江陰正式問世，開始應(yīng)用到城市黑臭水體治理中。

據(jù)介紹，這個(gè)石墨烯光催化網(wǎng)是目前國際上唯一可用于大規(guī)模水質(zhì)處理的光催化技術(shù)及產(chǎn)品，其核心“可見光響應(yīng)的異質(zhì)間高效量子轉(zhuǎn)移技術(shù)”利用了優(yōu)質(zhì)石墨烯作為關(guān)鍵的光生載流子傳導(dǎo)層，將光催化效率提升了數(shù)個(gè)幾何量級(jí)。研究人員介紹，該產(chǎn)品強(qiáng)大的性能得益兩點(diǎn)，首先是有別于氧化、還原的石墨烯，能夠保證高效的光生載流子轉(zhuǎn)移。另外，還有一個(gè)能夠同時(shí)制備可見光響應(yīng)的光敏納米及復(fù)合量子級(jí)光催化材料的團(tuán)隊(duì)。

結(jié)語

在國家相關(guān)部委、北京市委市政府的大力支持下，由中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟打造的第一家集產(chǎn)品展示、體驗(yàn)、銷售、合作于一體的“清創(chuàng)華清石墨烯眾創(chuàng)空間”正式啟動(dòng)。按照規(guī)劃，在未來二年內(nèi)聯(lián)盟將在國內(nèi)外設(shè)立100家“石墨烯眾創(chuàng)空間”，進(jìn)一步整合及協(xié)調(diào)產(chǎn)業(yè)、社會(huì)資源，提升石墨烯產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)、制造、服務(wù)水平，推動(dòng)石墨烯產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。目前全國有將近20家石墨烯產(chǎn)業(yè)園，這個(gè)數(shù)字還在增長(zhǎng)。無論是發(fā)達(dá)地區(qū)，還是偏遠(yuǎn)地區(qū)，都在建石墨烯產(chǎn)業(yè)園。面對(duì)這波“石墨烯淘金熱”，北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院教授、中國科學(xué)院院士劉忠范指出，參照過往歷史，在新材料研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的過程中不應(yīng)失去理性，石墨烯行業(yè)真正壯大，需要時(shí)間的積淀，需要持續(xù)的投入，更需要耐心。