王振廷介紹石墨烯紡織滌綸絲。
黑龍江日報4月23日訊 一幅壁畫，接上電源，瞬間升溫到110餘度，成為供暖設備，所耗電量僅是傳統電暖器的三分之一；在機器嗡鳴中，一粒粒黑色母粒正被紡成一軸軸灰線，此線不但兼備普通線的性能還具有抑菌、抗菌和防靜電等特效。這兩款產品性能的神奇之處，是因為他們的主要材料裡都加入了石墨烯。而將性能被譽為新材料之王的石墨烯成功“紡”進線裡“印”進畫裡的，是黑龍江科技大學材料科學與工程學院院長王振廷和他的團隊。經過8年攻關，目前，王振廷團隊已研製出石墨烯導電油墨、石墨烯紡織纖維、石墨烯潤滑油、石墨烯防腐塗料等四種石墨烯應用產品，並實現量產。
領先國內建立起全省首條石墨烯生產線
石墨烯製備是石墨烯應用的前提。日前，記者來到位於哈爾濱新區的黑龍江科技大學，在王振廷帶領下走進我省唯一石墨烯應用研究重點實驗室、省石墨烯粉體應用工程技術研究中心。一進門，便是石墨烯研發成果展室，幾張石墨烯研發成果展板懸掛於牆上，其中一張展板格外引人注目：2012年，黑龍江科技大學整合校內資源，成立了石墨烯製備與應用研究中心。2015年，該團隊建立了省內首條石墨烯生產線，成功實現科研成果產業化……首條石墨烯生產線的建立，讓王振廷團隊士氣大振，堅定了石墨烯應用研發之路，並於2016年獲得黑龍江省十大石墨烯團隊殊榮。
“石墨就像一本厚重的書籍，有上百層，甚至上千層，剝的越薄，附加值越高。石墨烯剝離層數不同，其應用性能也不同。石墨烯研發就如同探險，艱難之中總會遇到一個個驚喜。”王振廷團隊在總結國內外石墨烯製備方法的基礎上，自主研發了插層剝離法，生產過程高效、綠色、環保、成本低，生產的石墨烯層數在1~10層之間，做到10納米以下分層可控。該技術指標達到國內領先水平，是目前國內外最適宜大規模生產的新技術之一。“石墨經過剝離，製備出石墨烯，形成石墨烯應用產品的原材料。然而，石墨烯如何轉化成產品，不是簡單的添加，這需要有敏銳的市場嗅覺，更需瞭解所研發產品涉獵的行業知識，反覆試驗，不斷優化。”在王振廷眼中，石墨烯可以應用到生活的方方面面，隨著下游應用產品的研發，他正一步步用石墨烯改變著百姓生活。
全國首創將石墨烯成功“紡”進線裡
在石墨烯研發成果展室內，細到粉末，大到懸掛於牆壁上的石墨烯加熱壁畫，多個石墨烯產品不斷給人驚喜。“看，這兩軸線可不是普通線軸，這裡面加入了石墨烯，具有抑菌、殺菌、抗菌和防靜電的作用。市場上常規滌綸絲賣1萬多元/噸，而石墨烯紡織滌綸絲的價格達到18萬~20萬元/噸。”王振廷告訴記者，該團隊採用天然石墨烯改性技術製備紡織材料在國內尚屬首例。
回首研發路，王振廷口中唸叨最多的便是“難，太難了！”2015年，首條石墨烯生產線投產後，王振廷琢磨著石墨烯的抑菌、抗菌、抗靜電等性能，普通布料不具備抑菌性，這要是能把石墨烯加入布料中，肯定受歡迎。石墨烯與滌綸錦綸是不結合的，但王振廷團隊經過無數次試驗、分析，成功突破了天然石墨烯在滌綸紡織材料難以分散、難以紡絲的關鍵技術，將天然石墨烯均勻分散到滌綸紡織材料中。
實驗室研發成功後，王振廷把加入石墨烯的紡織母粒郵寄到南方一紡織廠，讓其幫著紡成線，起初廠家不同意，到後來回饋“效果不行，再郵點試試。”此時，王振廷犯起地嘀咕，“不行，為啥還一再要！他們是不是沒說真話，既然要，這玩意兒肯定行。不等了，自己做！”王振廷團隊堅持研發方向，並於2018年7月成功研發出石墨烯紡織滌綸絲技術，同年9月通過國內最高檢測機構即國家棉印染產品質量監督檢驗中心檢測，各項指標均優於國家標準，這標誌著石墨烯在紡織應用領域技術實現重大突破。
石墨烯滌綸紡織纖維的抑菌抗菌和防靜電特性，使其應用前景非常廣闊，可以在婦女兒童內衣、醫院床單、防菌服、軍隊和特種行業大顯神威。目前，該團隊與雞西市昌隆石墨製品有限公司合作，生產石墨烯母粒及滌綸紡織纖維，攜手進軍紡織業。
不斷求索讓石墨烯應用到更廣闊領域
在石墨烯研發成果展室內，一張黑乎乎的“大塑料板”靜靜地依靠在玻璃站臺旁。王振廷指著它說：“石墨烯滌綸纖維不是最牛的，這才是我最驕傲的研發成果。插上電讓她們看看！”隨即王振廷學生接通電源，記者手指剛觸碰到“大塑料板”，一股熱流“燙”得記者抬起手指，此時測溫器上顯示113度。“這是石墨烯發熱膜，它可以衍生出很多產品，像牆上掛的壁畫，既可裝點家居，又能替代傳統加熱器。”王振廷說，石墨烯電加熱膜可以實現電加熱轉換90%以上，最高加熱溫度可以達到150℃，溫度可根據客戶需求隨意調整，與目前使用的電暖器相比節能30%以上。同時，石墨烯加熱膜還具有升溫速度快、無異味、無噪音等特點，其放射出的紅外線還具有保健功能。
“石墨烯加熱膜是我們的核心技術，它的前段產品則是我們另一核心技術，石墨烯導電油墨。”王振廷說，採用自制的石墨烯導電油墨，再經過絲網印刷印在絕緣膜上，進而形成石墨烯發熱膜，該團隊不斷健全石墨烯產業鏈條，應對不同市場需求研發新產品。以石墨烯加熱膜為例，其在蔬菜水果大棚、育苗保溫取暖、加熱壁畫、地板加熱、地磚加熱、桑拿房等具有廣闊的應用市場。
此外，該團隊與哈爾濱長河特種塗料廠合作生產出石墨烯重防腐塗料，其使用壽命是富鋅環氧重防腐塗料的3倍。王振廷團隊通過實驗研究表明，在普通潤滑油中加入石墨烯改性劑，各項性能指標比肩國外名牌潤滑油。目前，王振廷團隊擁有2項發明專利、2項目實用新型專利及正在申請的4項發明專利。這些專利有些已轉化落地，有些正在轉化路上。當下，王振廷團隊還有四種實用石墨烯產品正在研發中，2年內將實現量產。
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