说起石墨烯，大家可能会觉得离自己很远，但实际上石墨烯有很多用途，且早已走进了我们的生活中。近日，记者在第十三届中国创新创业大赛颠覆性技术创新大赛总决赛现场，见到了一款由杭州高烯科技有限公司研发的石墨烯纤维，该公司正加速将这种新材料用于航空航天领域和通信领域。
石墨烯纤维是由石墨烯基元有序组装排列而成的新型碳质纤维材料。为突破我国高端碳纤维“卡脖子”困局，高烯科技另辟蹊径，通过浙江大学专利转让及公司自研发的方式，开创了石墨制纤的全新路线。
2011年，高烯科技母公司德烯科技集团创始人、浙江大学教授高超带领的团队提出了“石墨烯纤维”的概念，跳出了“石油—中间相沥青—高导热碳纤维”的传统路线，大胆创新，开辟了独特的技术路线——“石墨—单层氧化石墨烯液晶—高导热石墨烯基碳纤维”。
与传统制纤方式相比，以石墨烯为原料有哪些优势呢？
“石墨烯纤维强而韧，可打结，可编织，同时导热性能极佳，可以快速传导热量。”高烯科技石墨烯碳纤维事业部副总经理汪波告诉记者，此外，石墨烯纤维的成本相较于传统高性能纤维更低，且不受国际市场的掣肘与禁运，为大规模应用提供了可能。
据介绍，传统碳纤维的构造类似于“链—链缠结”，这种结构导致晶区较小，晶界缺陷较多，因此难以获得较高的导热效果。简单来说，就像是很多条链子纠缠在一起，导致热量传递不够顺畅。
高超教授团队的新发现则打破了这一传统认知。在传统碳纤维“分子裂解融合”机制外，他们提出了一种全新的理论模型——“片—片互锁组装”。这种模型下，碳纤维分子之间像一片片锁扣一样紧密连接，不仅提升了分子间的结合力，还极大地改善了电和热的传导性能。这就好比把原本纠缠的链子换成了紧密排列的锁扣，使热量传递更加高效、顺畅。
“高导热—石墨烯基碳纤维的多项技术指标领先全球。”汪波告诉记者，石墨烯纤维的导热系数最高达1400 W/mk，比美国和日本目前最高的导热性能还要高出20%~30%。
“我们已经与多家企业进行了合作，将石墨烯纤维应用于飞行器的热管理系统中。”汪波说，“它的高导热性能可以确保飞行器在极端环境下稳定运行，提高飞行器的安全性和可靠性，促进机身轻量化和节能环保。”
石墨烯纤维是未来航空航天重要装备的关键材料，也是动力装备更快、更高、更轻，不可或缺的理想材料。汪波表示，未来，团队计划通过加大研发投入，优化石墨烯纤维的生产工艺，提升其性能与成本效益比，确保产品具备更强的市场竞争力。同时，团队将积极拓展与航空航天、轨道交通、新能源汽车等行业的合作，加速石墨烯纤维在这些高端领域的应用落地。
来源：科技金融时报