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应用在智能医疗网联穿戴服装上、开发石墨烯可控光热数字大棚系统……最近，随着相关技术不断突破，石墨烯在新领域大放异彩。石墨烯被称为“黑金”“新材料之王”，有着巨大的应用潜能。数据显示，我国拥有石墨烯专利技术，从事石墨烯研发、生产、销售、推广的相关企业数量达到数千家。尽管如此，但整体而言，石墨烯的应用都还处于初级阶段。业内专家表示，目前，我国石墨烯低成本规模化绿色制备技术存在瓶颈，要不断拓宽商业应用领域。
技术创新，发挥材料优势
近年来，我国陆续出台多项相关政策“护航”石墨烯产业发展。目前，我国在石墨烯技术领域提交的专利申请量已超过10万件，专利授权量也已超过5万件，位列世界首位。
“攥牢知识产权，才能将石墨烯材料的独特优势最大限度地发挥出来。”江苏清大际光新材料有限公司（下称清大际光公司）董事长孙清友在接受中国知识产权报采访时表示，大多数石墨烯生产企业用氧化还原法生产石墨烯，这种生产工艺简单，但产出的石墨烯品质低，用过的废酸也难以处理。针对这一弊端，清大际光公司创新了石墨烯的生产方式，使其无金属残留、无废水排放，更加节能环保。
2020年，清大际光公司将“一种电弧法制备碳纳米角的设备及制备碳纳米角的方法”等专利应用于石墨烯制备，生产出的石墨烯性能优、导电性强，适用于新能源电池、隐身涂料等多个领域。公司在江苏省南通市如东经济开发区投资建设年产100吨导电石墨烯研发生产项目，现已投产。该生产线设备全部由清大际光公司自主完成设计配套，产品覆盖石墨烯粉体材料所有规格，可连续生产，并根据用户需求定制石墨烯粉体材料。
不仅如此，清大际光公司还与中国航天试验技术研究所合作攻关，现场跟踪了解传统纺丝与现代高科技纺丝技术，克服了有机材料与无机材料、溶合分散难题及试验装备等问题，最终成功将石墨烯材料应用在智能医疗网联穿戴服装上。今年6月，公司利用“一种电弧法制备石墨烯的方法”等专利，生产小片径100至200纳米的石墨烯材料，将其与尼龙材料复合，研发了导电抗病毒抗菌石墨烯功能纤维。
“目前，我国的石墨烯技术已在部分应用领域取得了突破，产业规模逐年扩大，呈现出良好的发展势头。未来，石墨烯还将在新能源、热管理、健康医疗等更多领域大有可为。”孙清友表示，清大际光公司将瞄准“双碳”战略目标积极推动绿色转型，引领石墨烯产业走绿色低碳高质量发展之路，助力石墨烯产业可持续发展。
聚焦痛点，解决实际问题
“石墨烯的‘神话’不能只存在于高校‘象牙塔’中，也要‘走进寻常百姓家’，通过应用证明它的实用价值。”北京绿能嘉业能源有限公司（下称绿能嘉业）董事长王敏表示，目前，绿能嘉业基于材料特点进行研发，直接与应用端行业接触，根据应用行业痛点，实现创新突破，使得石墨烯材料能够解决该行业的实际问题。
“我安装了石墨烯可控光热数字大棚系统后，再也不需要烧煤了，一年就省了五六千元。有了这个系统，花苗也长得更快了，一年能多卖出2000株，年收入增加了7万元以上。”山东省青州市黄楼街道的花农张宝国欣喜地说。
张宝国所说的石墨烯可控光热数字大棚系统，正是绿能嘉业的创新成果。该系统拥有“一种用于农业大棚的可扫描悬挂式远红外采暖系统”等专利，采用公司自主研发的石墨烯远红外加热负离子光波板作为发热源，电热转换率高达99.8%，电热辐射转换效率达80%以上。加热时，远红外光线可照射到植物的表面，产生热效应，供给其生长发育的热量，避免了热量散失，减少电量消耗，杜绝了二氧化碳等温室气体的排放。同时，在远红外线的照射下，植物的成熟趋于一致，从而实现增产增效。目前，该系统已在山东青州市、内蒙古呼和浩特市新城区成功落地，为花农增产近30%。
除了农业领域，绿能嘉业还应用石墨烯材料解决其他行业的实际问题。据了解，在石化领域，管线伴热用以防止管道内物料结晶、凝固。然而，传统的蒸汽伴热方式，会出现碳排放、电热转化效率不高等问题。“针对这一痛点，我们研发并提交了‘一种用于输送管线伴热的石墨烯电伴热结构’等专利申请，将石墨烯打造成柔性薄膜材料，使其更加贴合管道，既保障了灵敏的控制，还能将碳排放降到最小。”王敏介绍道。
如今，我国石墨烯产业已历经10余年的发展，在政府部门、生产企业、科研院所、相关高校的通力合作下，产业规模、企业数量均呈现跨越式增长，并在部分领域初步实现产业化应用，产业化进程居全球前列。数据显示，2016年国内石墨烯产业整体营收超过40亿元，是2015年的近10倍。据《中国石墨烯行业战略规划和企业战略咨询报告》预测，到2023年，我国石墨烯市场规模将突破3000亿元，达到3350亿元左右，未来可期。（刘弘一）
（编辑：晏如）
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