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　　2015年10月，深圳高遠(yuǎn)通新材料科技公司接到國家專利局的通知，他們報(bào)送的三項(xiàng)有關(guān)石墨烯應(yīng)用的專利已經(jīng)通過評(píng)審，進(jìn)入公示階段。

　　石墨烯被稱為“21世紀(jì)神奇材料”，石墨烯的發(fā)現(xiàn)者之一、曼徹斯特大學(xué)國家石墨烯研究院科學(xué)家安德烈·海姆說：“石墨烯對很多人來說就像愛麗絲仙境一樣，非常神奇。”10月23日，中國國家主席習(xí)近平訪問英國，專程參觀曼徹斯特大學(xué)國家石墨烯研究院。石墨烯因此成為國內(nèi)投資和科技界最熱門的話題。

　　石墨烯到底有何神奇之處?深圳高遠(yuǎn)通公司的石墨烯研究究竟有何領(lǐng)先之處?日前，該公司首席科學(xué)家許家琳在位于龍崗天安數(shù)碼城的實(shí)驗(yàn)室接受了深圳商報(bào)記者的采訪。

　　石墨烯到底有多神奇?許家琳說，“從石墨材料中剝離出來的石墨烯只有一層原子的厚度，它是自然界最薄、強(qiáng)度最高的材料。”換句話說，石墨烯可以被大限度的拉伸和彎曲，而且還可以抵抗很高的壓力。

　　石墨烯導(dǎo)電率高，化學(xué)結(jié)構(gòu)又十分穩(wěn)定，是用于移動(dòng)電池、電源中一種很理想的電極材料。許家琳說，電池工作的關(guān)鍵就是，一個(gè)由鈷酸鋰制成的正極、一個(gè)碳制成的負(fù)極，一個(gè)只容許離子通過的隔膜將正負(fù)極分離開。電池充電時(shí)，鋰離子由正極通向負(fù)極，就必須借助電解質(zhì)。這就使傳統(tǒng)鋰電池在帶給人們便利的同時(shí)也遇到了兩個(gè)挑戰(zhàn)，一是安全性，液態(tài)的電解池由于電化學(xué)反應(yīng)的穩(wěn)定性差，容易引起電池爆炸，帶來很大危險(xiǎn)。二是充電時(shí)間長、續(xù)航能力差。

　　石墨烯材料參入制備的鋰電池，不但可以實(shí)現(xiàn)不用液態(tài)電解質(zhì)，還能夠通過提高鋰離子穿越隔膜的速度、大大縮短充電的時(shí)間，提高電池容量。

　　據(jù)媒體報(bào)道，西班牙一家工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)石墨烯的公司日前已研究出最新型石墨烯電池，該電池充電8分鐘可以跑1000公里，成本比鋰電池低77%，重量僅為傳統(tǒng)電池的一半。許家琳說，還沒有看到更具體的資料，但是從理論上說這肯定是未來的目標(biāo)，在新一輪產(chǎn)業(yè)升級(jí)和科技革命大背景下，以石墨烯為代表的新材料產(chǎn)業(yè)有望成為未來高新產(chǎn)業(yè)發(fā)展的先導(dǎo)。

　　民營科技公司高遠(yuǎn)通目前的業(yè)務(wù)主要是做高分子涂料和膠粘劑的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。因?yàn)榻^對安全無毒性，其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于食品、藥品、日化用品軟包裝等行業(yè)，市場地位處于行業(yè)前列。高遠(yuǎn)通董事長楊仕明告訴記者，高遠(yuǎn)通800家客戶幾乎囊括“蒙牛”、“統(tǒng)一”、“達(dá)利園”、“徐福記”及“康師傅”等知名食品品牌的包裝產(chǎn)品供應(yīng)商。

　　從食品粘膠劑開始，高遠(yuǎn)通也啟動(dòng)一項(xiàng)中期研究計(jì)劃，就是核電涂料。核電涂料有耐高溫和防輻射的要求，目前我國核電企業(yè)幾乎都使用來自歐美的涂料。高遠(yuǎn)通的核電涂料已經(jīng)完成實(shí)驗(yàn)室的檢測，目前正在等待國家核電專業(yè)機(jī)構(gòu)的檢測報(bào)告。如果通過，將改變我國核電領(lǐng)域依賴他國涂料的歷史。

　　因?yàn)橐恢痹谘芯啃虏牧显谀z粘劑和涂料方面的應(yīng)用，許家琳的科研團(tuán)隊(duì)也一直進(jìn)行各種水性聚氨酯的實(shí)驗(yàn)。正是從水性聚氨酯的研究中得到靈感，許家琳想到了將石墨烯和水性聚氨酯結(jié)合起來。

　　許家琳拿出三份專利發(fā)明的申請材料，“一種高鋰鹽濃度的水性聚氨酯離聚體的制備方法及應(yīng)用”、“一種石墨烯有機(jī)功能化改性方法及應(yīng)用”、“一種石墨烯聚合物電解質(zhì)及其制備方法”。

　　這些標(biāo)題對于文科生來說有點(diǎn)像天書。

　　看著記者不解的眼神，許家琳說，我們還是從石墨烯的應(yīng)用方向說起。剛才我們說到電池下一步的發(fā)展就是聚合物鋰離子電池，就是外形更薄、安全性更高、使用壽命更長、體積利用率更高。聚合物鋰離子電池的核心就是聚合物電解質(zhì)。目前國內(nèi)的研究主要是在液態(tài)鋰電池基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，凝膠電解質(zhì)在固體聚合物電解質(zhì)的發(fā)展方面和發(fā)達(dá)國家還有一段距離。

　　許家琳的研究，在技術(shù)路線上就是，經(jīng)離子導(dǎo)電高分子材料和石墨烯材料通過化學(xué)和物理方法使二者復(fù)合，形成理想的石墨烯全固體聚合物電解質(zhì)。

　　采用石墨烯聚合物電解質(zhì)制造聚合物鋰離子電池，會(huì)有什么優(yōu)勢呢?許家琳說，最大的優(yōu)勢就是可以制造大功率、大倍率的鋰電池。

　　“如果用在手機(jī)這樣的電子產(chǎn)品，幾個(gè)月不用充電是可行的;在交通工具上，高容量高倍率充放電的電池可以保證充電時(shí)間短，續(xù)航時(shí)間則大幅提高。此外，聚合物鋰離子電池也將廣泛應(yīng)用于航空航天和軍事方面一些有特殊需求的裝置。”

　　記者追問許家琳，從實(shí)驗(yàn)室到產(chǎn)業(yè)化，他的石墨烯聚合物電解質(zhì)研究還需要多久?許家琳說，石墨烯的應(yīng)用要真正進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化，還有很長的路要走，但公司創(chuàng)造性的階段研發(fā)成果將會(huì)陸續(xù)出現(xiàn)。

　　“對于登山運(yùn)動(dòng)員來說，登山只是因?yàn)樯皆谀抢?。對于科學(xué)家來說，更重要的是探尋可以達(dá)到山頂?shù)穆肪€。這條路很長，我常常告訴實(shí)驗(yàn)室的年輕科研人員，你們的時(shí)間是以年計(jì)算的，而我的時(shí)間是以天計(jì)算的，所以我會(huì)更有緊迫感。”年過七旬的許家琳說。