石墨烯被譽(yù)為“新材料之王”,是*薄也是強(qiáng)度*大的材料,它的理論強(qiáng)度比鋼還要高200倍,導(dǎo)電性、熱導(dǎo)性、柔韌性也十分優(yōu)異。作為納米材料家族中的重要成員,石墨烯的身影遍布了生活的方方面面。然而,如何規(guī);苽涑闪恕靶虏牧现酢碑a(chǎn)業(yè)化之路的“攔路虎”。在堅(jiān)持不懈地科研攻關(guān)下,省高端化學(xué)品技術(shù)創(chuàng)新中心研發(fā)的等離子體制備高附加值納米材料技術(shù)解決了這項(xiàng)難題。
浙江省高端化學(xué)品技術(shù)創(chuàng)新中心研究員 楊啟煒:
通過(guò)我們的技術(shù),就可以快速高效地把我們的一些原料轉(zhuǎn)變成高品質(zhì)的石墨烯,我們的樣本產(chǎn)品的厚度非常薄,同時(shí)它的粒徑和形貌也都比較均勻可控。
不僅是石墨烯,像納米硅、納米鎳粉/銅粉、納米碳化硅等納米材料也通過(guò)這項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了制備,這些高性能的關(guān)鍵材料為我國(guó)鋰電池、片式陶瓷多層電容器、柔性顯示器、航空發(fā)動(dòng)機(jī)/戰(zhàn)斗機(jī)特種材料等*領(lǐng)域的戰(zhàn)略安全和國(guó)產(chǎn)化替代提供了有力保障。
例如,在新能源汽車(chē)中,鋰電池是一個(gè)核心模塊,鋰電池要靠正負(fù)極和電解液相互作用產(chǎn)生電流轉(zhuǎn)移,而負(fù)極材料就尤為關(guān)鍵。傳統(tǒng)的負(fù)極材料一般采用碳負(fù)極,它的能量密度相對(duì)比較局限,導(dǎo)致汽車(chē)跑得還不夠快、不夠遠(yuǎn)。有科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn),如果用硅來(lái)做負(fù)極,理論容量會(huì)顯著提升,汽車(chē)能跑得更快更遠(yuǎn)。但硅作為負(fù)極材料存在循環(huán)壽命短、易引起電池體積膨脹等問(wèn)題。如果能將硅納米化,就能夠利用納米材料的特殊電化學(xué)和力學(xué)性能,揚(yáng)長(zhǎng)避短,實(shí)現(xiàn)性能更優(yōu)化。
浙江省高端化學(xué)品技術(shù)創(chuàng)新中心研究員 楊啟煒:
怎么樣把硅批量化做成納米硅,一直是國(guó)際上學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界共同的熱點(diǎn),所以我們團(tuán)隊(duì)就將等離子的這種獨(dú)特的特性應(yīng)用到我們這個(gè)領(lǐng)域中,能夠更加靈活快速高效地把我們的原材料變成納米產(chǎn)品,大大提高了它的附加值。
那么什么是等離子體技術(shù)呢?實(shí)際上等離子體并不是什么高深莫測(cè)的東西,它就存在于我們的生活中。我們知道物質(zhì)有固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)三種狀態(tài),而等離子體則是物質(zhì)的第四態(tài)。通俗地說(shuō),我們平時(shí)看到的火焰就是等離子態(tài),在等離子態(tài)中,一部分分子發(fā)生了電離,產(chǎn)生了大量的電子、離子和自由基等,所以等離子體的重要特點(diǎn)就是溫度高、反應(yīng)活性高。因此研發(fā)團(tuán)隊(duì)就利用等離子體的這些特點(diǎn),把一些按照常規(guī)技術(shù)很難處理的原料非?焖俑咝У剞D(zhuǎn)變成所需要的一些納米化的物質(zhì)。
浙江省高端化學(xué)品技術(shù)創(chuàng)新中心研究員 楊啟煒:
現(xiàn)在看到的是我們等離子體納米技術(shù)的中試生產(chǎn)車(chē)間,背后就是我們所用到的各種核心設(shè)備以及輔助的設(shè)備裝置管道等等,我們通過(guò)這一套裝備就能夠把一些低附加值、不太值錢(qián)的原料充進(jìn)去,經(jīng)過(guò)幾個(gè)毫秒,就能把它轉(zhuǎn)變成更加值錢(qián),有更好功能的一些特定結(jié)構(gòu)和性能的納米粉體產(chǎn)品。我們的車(chē)間也進(jìn)行了非常好的自動(dòng)化設(shè)計(jì),能夠保證我們的生產(chǎn)技術(shù)更加的連續(xù)穩(wěn)定、安全可靠,*終得到了我們想要的這種高質(zhì)量的產(chǎn)品和高的生產(chǎn)效率。
目前,團(tuán)隊(duì)已成立衢州晶洲科技發(fā)展有限公司來(lái)推動(dòng)成果的產(chǎn)業(yè)化,并擬以作價(jià)入股的方式尋求合作。