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石墨烯研发获新突破 产业化应用前景广阔

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我国是石墨烯研究和应用开发最活跃的国家之一，相关产业正进入高速发展期。中商产业研究院发布的《2025-2030年中国石墨烯行业调研分析及市场预测报告》显示，2024年中国石墨烯市场规模达到约411亿元。
记者近日了解到，目前石墨烯新材料在电力能源领域的研发应用已取得新突破，常温高导电复合材料具备产业化应用的基础。专家及业内人士认为，未来需进一步加强技术研发投入和人才储备，着力打造全产业链协同创新的产业生态。
拓宽产业发展新蓝海
在位于浙江温州乐清的物联网传感产业园，石墨烯新材料创新中心孕育着发展新动能。这里正重点培育常温高导超级铜粉、超级铜线、超级铜带材等产业化能力，以及复合线材等制备规模化、工业化能力，加速新材料的落地应用。
在新一轮产业升级和科技革命大背景下，新材料产业必将成为未来高新技术产业发展的基石和先导，对全球经济、科技、环境等各个领域发展产生深刻影响。在中国石墨烯产业技术创新战略联盟理事长李义春看来，石墨烯作为一种新型功能材料，具有广阔的应用前景。
石墨烯是由单层碳原子构成的蜂窝状二维原子晶体材料，稳定的结构赋予其独特的物理化学性质，尤其是超高载流子迁移率和极高的导热率，使石墨烯新材料在发挥其导热性和导电性的应用领域中为人们所青睐。
李义春介绍，根据石墨烯出众的性能特点，可以将其应用领域大致分为电子信息、能源储存与转换、复合材料、生物医药、环境工程等。在这些领域中，已经有一些石墨烯产品或原型得到了实验室验证或通过了小规模试验，如石墨烯晶体管、触摸屏、太阳能电池、超级电容器、导电油墨、传感器等。
目前，全球石墨烯年产量超过23000吨，全球有250多家公司将石墨烯材料商业化，这表明石墨烯市场正在不断扩大。据不完全统计，有80多个国家和地区在积极布局和推进石墨烯产业发展。多家权威市场分析机构预测，2023年至2028年，整个石墨烯产业规模的年均复合增长率将达到30%至45%。
“我国高度重视石墨烯的研发与产业化发展，从国家和地方层面在资金和政策上给予不断支持，研究和产业化进程基本与国际同步。”中国科学院院士刘忠范说，我国石墨烯论文发表、专利申请数量均占据全球总数的四分之三左右，相关企业数量超过5万家。
刘忠范认为，从国内情况来看，我国在石墨烯的基础研究和专利申请方面已经取得了世界领先的地位，有雄厚的人才储备和科技支撑，也有庞大的市场需求和政策扶持，因此拥有实现石墨烯产业化的优势和条件。
常温高导电材料研发取得新进展
经过8年研究攻关，正泰集团在常温高导电石墨烯铜复合材料领域已经取得了多项重要成果。“公司开发的高导电石墨烯复合材料在2024年8月的第三方导电率测试中取得了109.6%IACS（国际退火铜标准）的高性能结果，顺利达成了技术目标对材料导电性能的要求。”浙江省工商联主席、正泰集团董事长南存辉说。
据介绍，采用石墨烯化学气相沉积（CVD）生长技术，在制备高导电石墨烯铜复合材料时，通过控制各个铜石墨烯粉体制备工艺中的实验参数可以调整石墨烯与铜之间的结合力，铜粉上薄膜石墨烯的片层厚度在1至10层可控，薄膜石墨烯在铜粉表面的包覆率在30%至95%可调，导电率可实现108%IACS。
“其中，基于CVD铜粉石墨烯生长法制备的石墨烯铜复合材料已经成功应用到触点领域，并率先实现触点的产业化，打通了从原材料到复合材料再到触点产品的全产业链。”正泰集团副总裁王国荣说，目前新能源与电网领域的产线布局也已打通，产品陆续在充电枪、变压器、电线电缆等产品上进行试制。
在高导电石墨烯铜复合材料研发中，核心任务就是具有高性能优势的石墨烯铜复合材料的稳定制备，而其核心指标就是如何实现材料导电率的提升。
“在初步实现高导电石墨烯铜复合材料制备后，我们组建了三支团队、用三种方法来开发高导电石墨烯复合材料，在2021年初才逐渐找到了提高导电能力的关键影响因素，并逐步提升导电能力。”南存辉说。
中国电力科学研究院电工新材料研究所电工导体材料研究室主任丁一说，根据测算，导电率提高1%IACS，每公里输电线路每年可节能1000至2500度电。若采用对标银的108%IACS高导电石墨烯铜，按全国10千伏、220千伏及以上线路总长630万公里计算，每年可节约500亿至1260亿度电，年节电量相当于再造一座三峡大坝。
同时，石墨烯新材料与新兴业态的融合催生了更多应用场景。依托自主研发的超高导电石墨烯铜复合材料，正泰创新打造出高镍-硅碳、高镍-锂和锂硫体系电芯及模组产品，以及适用于光伏和风力电站、电网巡检维护场景的“幽影”无人机。产品不仅满足了长续航和极端环境的巡检需求，还在工业无人机市场中实现了最长120分钟的续航时间。
加快推动产业链协同创新
尽管目前研发应用已取得积极进展，但专家和业内人士认为，批量化制备技术、低成本剥离转移技术、统一的产品标准等仍不同程度制约石墨烯新材料产业化速度。
“未来，我们将从平台搭建、人才培育等角度夯实创新研发基础。”南存辉说，“一方面，进一步建立和发挥复合技术及设备研发、批量制备、性能检测、产品应用测试等平台在技术应用研发和技术转移转化方面的优势，加快关键技术成果的转化，同时，重视人才队伍建设及培养，坚持以产业化思维、工程化思维培养科创人才。”
石墨烯复合材料涉及多个环节，刘忠范等专家认为，应加强原材料供应商、石墨烯生产企业、应用企业之间的合作与协同。通过建立产业联盟、合作研发项目等方式，实现产业链的无缝对接，提高产业效率和竞争力。
以正泰集团的实践为例，在石墨烯复合材料触点产品开发中，以上海新池能源科技有限公司（以下简称“新池能源”）为主体，温州宏丰电工股份有限公司（以下简称“宏丰电工”）、福达合金材料股份有限公司（以下简称“福达合金”）和浙江正泰电器股份有限公司（以下简称“正泰电器”）协作，四家公司作为产品的产业链上下游公司，共同研发新材料新产品。
王国荣介绍，新池能源作为新材料的开发公司，提供新材料给宏丰电工和福达合金，后者将新材料加工成电工触点产品，然后送至正泰电器将触点组装到对应型号的开关中进行产品性能验证，验证结果反馈到新池能源，对验证结果进行分析总结，然后制定新的研发计划开展下一轮产品验证，直到性能达到产品要求。以这样的合作方式，经过长期的共同开发攻关，才实现了新产品的落地和批量化应用。
在畅通产学研合作机制方面，李义春认为，要通过市场价值引导，进一步构建“产-学-研-用”的新材料创新体系，充分发挥企业、高校、科研院所各自在基础研究、人才、技术方面的优势，协同攻克高导电石墨烯铜复合材料产业化制备、应用等关键技术，共同实现石墨烯新材料的产业化和应用推广。（记者 袁震宇 魏一骏）
来源：经济参考报

如何选择拉曼光谱的激光波长

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拉曼光谱，广泛应用于环境、安检、检验检疫、地质、物理及化学等领域的分析技术

激光波长的选择是最重要的考虑因素之一。一般来说，拉曼峰的位置与分子的化学结构有关，与激发波长无关。从理论上讲，您可以使用任何激光波长来测试样品。但是不同的激光波长激发样品，拉曼信号强度和噪声会有很大的差别，不合适的激光器会得到很差信噪比，甚至得不到目标物质的拉曼信号。因此，在进行拉曼光谱测试前要选择符合测试需求的激光。

在市面上，532nm、785nm和1064nm这三种波长仍是主流选择。接下来，我们将对这三种波长的重要性能进行详细对比。
首先，我们来探讨一下激发效率这一关键差异。
拉曼散射效率与激光波长的四次方成反比，即λ4。
根据之前的分析，我们知道拉曼散射效率与激光波长的四次方成反比。这意味着，当激光波长增加时，所需的测量时间也会相应增加。具体来说，532nm波长的激光产生的拉曼强度是785nm波长的4.7倍，而与1064nm波长的相比，更是高达16倍。因此，在保持其他条件不变的情况下，为了获得相同质量的光谱数据，使用较长波长的激光需要更多的测量时间。
532nm激发波长以其出色的灵敏度著称，能够在短时间内迅速捕捉到有效图谱，因而常被用于碳纳米管的分析。同时，它也适用于金属氧化物、矿物以及无机材料的检测。值得一提的是，532nm波长的仪器能够覆盖从65cm-1到4000cm-1的广泛光谱范围，这一特性使得它特别适合于检测那些位于较高拉曼位移区域的目标物，例如在2800cm-1至3700cm-1范围内出现的-NH和-OH官能团。
785nm激发波长因其广泛的适用性和低荧光干扰而备受推崇。这种波长能对90％以上的拉曼活性材料产生有效响应，且单次扫描采集时间短，非常适合各种样品和拉曼信号强度的检测需求。在三个标准波长中，785nm凭借其出色的荧光效应与光谱分辨率的平衡，成为了科研和工业领域的首选。当用于扫描海洛因碱光谱时，785nm激发光因其高分辨率而能揭示更多细节，尽管荧光效应导致基线倾斜，但整体而言，它仍是最受欢迎的激发波长之一。
在多数情况下，选用1064nm激发波长能有效降低荧光效应的影响。以纤维素测量为例，采用785nm和1064nm波长能获取优质光谱，尤其以1064nm的荧光效应最为微弱。相比之下，若使用532nm波长进行测量，由于荧光效应过于显著，将无法对纤维素进行有效测量。
综上所述，我们得出以下结论：在多数情况下，选择1064nm激发波长能够显著降低荧光效应的影响。以纤维素测量为例，通过比较785nm和1064nm波长的测量结果，我们发现1064nm波长下的荧光效应相对较弱，从而能够获取优质的光谱数据。相较之下，若采用532nm波长进行测量，则会因为荧光效应过于明显而无法对纤维素进行准确测量。

◆ 532nm激光
由于具有较高的能量，能够更深入地轰击样品结构，从而激发出更强烈的荧光，这一特性使其特别适用于对无机材料的测量。

◆ 785nm激光
在保持出色性能的同时，还能有效降低荧光强度，实现了经济性与激发效率的平衡，成为测量大多数化学品时的理想选择。

◆ 1064nm激光

虽然其荧光效应相对较弱，但需要较长的采集时间才能达到足够的信号水平进行分析。这使得它特别适合于测量彩色和深色材料，例如天然产物、染料、油以及彩色聚合物等。

下图总结了拉曼光谱激光波长选择策略

图片来源于网络

并没有一个万能波长的激光器适合所有的材料测试。不同的样品或材料可能需要不同的激发波长。这是因为要在尽可能增强拉曼信号的同时，尽量减少荧光信号干扰。荧光是拉曼光谱技术中的一大难题，它的谱峰宽而强，可能会掩盖拉曼信号。组合使用不同波长的激光器，有助于确定最佳的拉曼激发波长，从而最大限度地减少荧光信号干扰，获得最佳的拉曼信号。

此外，不同的激发波长对材料中的分子振动也会有不同的强度响应。使用单一的激光器，可能会错过更适合其波长的特定振动模式，导致获得的信息不够深入。此外，为了获得良好的信号，有时需要更高的激光功率，当然这也存在烧坏样品的风险。组合使用不同波长的激光器，能够优化各个波长的功率，并尽可能降低样品损坏的风险。

 

美国出台《COINS法案2024》严控石墨烯技术合作 科技霸权博弈再升级

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美国国会通过《2024年全面对外投资国家安全法案》（简称COINS法案2024），禁止对美国制裁名单上的实体进行投资，并明确了禁止投资的特定技术领域。该法案将石墨烯相关技术列入”禁止技术”清单，禁止美国实体与中国在半导体、能源、国防等关键领域开展技术合作。

美国国会于去年底通过《2024 年全面对外投资国家安全法案》（“COINS 法案 2024”），将石墨烯相关技术纳入 “禁止技术” 范畴，引起国际社会广泛关注。 

该法案旨在维护美国所谓的国家安全，对涉及中国的特定投资和人员实施制裁。在投资禁令方面，美国财政部长有权禁止美国人士在特定 “禁止技术” 领域与 “涵盖外国人士” 进行 “涵盖国家安全交易”，使用石墨烯晶体管的集成电路就位列其中。这意味着美国人员在石墨烯技术相关的投资、合作等交易活动将受到严格限制。

法案还规定，美国人士在 “禁止技术” 或 “需通报技术” 领域进行相关交易后，必须按规定向财政部长提交书面通报，否则将面临处罚。同时，财政部长需定期向国会委员会提交报告，评估法规执行情况，并与盟友和伙伴国开展多边合作，推动建立类似的限制机制。

石墨烯作为一种新型材料，在半导体、电子、能源等多个领域具有巨大的应用潜力和发展前景。美国此举被认为是出于维护自身在相关技术领域的优势地位，试图通过限制投资和交易来阻碍其他国家在石墨烯技术方面的发展。然而，这种单边限制措施不仅违背了市场自由竞争的原则，也对全球科技合作与交流造成了负面影响，引发了国际社会对于贸易保护主义抬头的担忧。

来源：世说新材

石墨烯传感器正逐步走向市场

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传感器技术对于高科技设备和智能设备监控环境至关重要。随着移动设备和自动驾驶汽车的兴起，传感器已无处不在。人工智能的进步推动了对小型、低成本、高性能传感器的需求。

这一趋势始于 1990 年至 2020 年的微机电系统（MEMS）技术，几乎每部手机都集成了加速计、陀螺仪和麦克风等各种传感器。这些传感器采用半导体制造方法大批量生产。

石墨烯和其他二维（2D）材料的发现进一步推动了传感器技术的发展。这些材料可以制造超薄传感器层，提高灵敏度并提供独特的性能。

然而，在证明二维传感器优于现有传感器以及实现可靠的大规模生产方面仍存在挑战。石墨烯旗舰计划（2013-2023 年）对这些问题进行了探索，旨在将先进的二维材料传感器推向市场。最近，《二维材料》（2D materials）杂志上发表了一篇开放存取论文，总结了该计划中不同传感器研究小组的工作及其成功经验，重点是带电子读出功能的二维材料传感器的晶圆级制造。

本文介绍了基于转移和无转移生产二维材料传感器的区别。虽然这两种方法各有优缺点，但二者之间的选择取决于设备类型及其与读出电子设备的系统集成，作者在文中介绍了选择方法。论文还介绍了使用 CMOS 集成电路读出传感器数据的优势，这证明了二维材料传感器与现有制造技术的兼容性，同时也提高了二维材料的技术就绪水平 (TRL)，使其更接近工业应用。

作者详细介绍了各类二维材料传感器的操作、优点和缺点，包括压力传感器、麦克风、气体传感器和生物传感器。

使用高端设备进行二维材料传感器的实验室演示可以达到技术就绪水平（TRL）3-4 级，而要达到 TRL 5-6 级或更高，则需要在真实环境中进行验证。这就需要将传感器、读出电子装置和数据处理集成到便携式原型中。带电子读出功能的晶圆级传感器芯片具有成本低、功耗低和体积小的优势。这些芯片可在印刷电路板上制成小巧的传感器模块，由电池供电，并可通过无线接口和显示器进行增强。下图是这种原型的一个示例，显示了带有电容读出电子元件、Arduino 处理器、显示器和电池的石墨烯压力传感器原型。

图：二维传感器原型

石墨烯发现 20 年后，石墨烯旗舰计划启动 10 多年后，在实现二维材料传感器和晶圆级生产工艺方面取得了重大进展。Graphenea 公司为传感领域提供了一系列产品，如包含气体、化学和生物传感装置的各种微芯片。通过 Graphenea 卡和盒式磁带等配套产品，可轻松集成到实验装置中。不过，虽然二维材料传感器已经开始小规模生产，但目前还没有大批量（每年 100 万个产品）生产。

图：将二维材料传感器推向市场的路线图

该论文还包含一份提高石墨烯传感器产品 TRL 的路线图。为了推动二维材料传感器的产业化，需要做更多的工作来提高其技术就绪水平（TRL）。主要挑战包括证明二维传感器的性能优于现有传感器，以及开发具有成本效益、可扩展的生产工艺。原型的迭代测试和优化将有助于改进设计和生产方法，加快大型半导体和传感器公司的采用。

弥合学术研究与工业产品开发之间的差距是一项重大挑战。公司倾向于将风险降到最低，只有在大学或初创公司展示出强大的传感器性能后，才会对二维传感器技术进行大量投资。一旦缩小了这一差距，二维传感器就能在智能设备中广泛应用，从而加快其普及速度。

二维传感器可以取代当前的传感器，以更低的成本和功耗更可靠地检测更小的信号。它们还能实现新的测量技术，如单分子检测，从而带来新的应用。例如，利用生物传感器检测植物病害，利用气体传感器进行健康监测，以及利用生物识别传感器进行个人身份识别。

最终，经人工智能增强的二维传感器可集成到物联网应用、传感器网络、自动驾驶汽车和机器人技术中。高密度传感器的部署将改善环境监测，有利于农业和医疗保健，并应对气候变化和资源短缺等社会挑战。因此，二维材料传感器研究有望继续发展并改善我们的生活。

Towards wafer-scale 2D material sensors: DOI: 10.1088/2053-1583/adac73

 

来源：Graphenea

三明科技：关于征集优秀科技成果和科技创新应用场景的通知

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各县（市、区）科技局，各有关单位：

为深入贯彻落实创新驱动发展战略，推动科技创新与产业创新有效融合，加速科技成果向现实生产力转化，助力我市经济高质量发展，现面向全市公开征集优秀科技成果和重点领域科技创新应用场景。现将有关事项通知如下：

一、征集目的 

聚焦我市11条特色产业链发展方向，挖掘具有产业化潜力的科技成果和亟需技术赋能的场景需求，搭建产学研用对接平台，促进科技成果与场景需求的有效对接，形成“需求牵引创新、应用倒逼研发”的良性机制。

二、征集范围和内容

（一）优秀科技成果

1.领域范围：具备自主知识产权或核心技术，具有明确应用前景和市场价值的科技成果。优先支持先进装备制造、新材料、生物医药、新能源、新一代信息技术、现代农业等领域，以及对三明市传统产业转型升级、新兴产业培育壮大具有重要推动作用的科技成果。

2.成果形式：可解决行业共性难题的核心技术、工艺或装备；已完成中试或具备规模化生产条件的成熟技术成果。

3.填报要求：需说明成果的技术先进性、成熟度、应用领域及转化需求等。

（二）科技创新应用场景

1.场景方向：包括但不限于智能制造、智慧城市、绿色低碳、医疗健康、现代农业、数字政务等领域中亟需技术赋能的场景需求。

2.场景要求：聚焦行业痛点或民生需求，具有明确的技术应用目标和实施基础；鼓励开放共享场景资源，提出技术合作需求（如技术攻关、解决方案定制等）。

3.填报要求：需描述场景背景、技术需求、预期目标及合作意向等。

三、征集对象和要求

1.申报单位需为三明市内注册的企事业单位、高校、科研院所；

2.成果需知识产权明晰，无法律纠纷；

3.应用场景需具备可实施性，申报单位需具备场景建设的资源条件。

四、申报程序 

（一）材料提交：申报单位填写《优秀科技成果申报表》（附件1）或《科技创新应用场景申报表》（附件2）。一个单位可申报多项科技成果、应用场景，经所在县（市、区）科技管理部门审核推荐，将纸质材料一式一份寄送市科技局科技成果与社会发展科技科。高校、科研院所可直接将材料寄送市科技局科技成果与社会发展科技科。同时将材料电子版发送至邮箱：yyy6636@126.com（邮件主题注明“单位名称+成果/场景申报”）。

（二）申报截止时间：2025年3月31日。

五、支持措施

（一）对接服务：入选的成果和场景将纳入“三明市科技成果转化库”“三明市应用场景发布清单”，优先推荐参加我市举办的重点产业对接会、科技成果对接会、场景发布会、投融资路演等活动。

（二）项目支持：对于对接成功落地转化的优质项目，优先给予市级科技计划立项支持，优先推荐申报省级及以上科技计划项目。安排专项资金，择优支持一批创新程度高、应用价值大、示范效用强、市场前景好的重大场景项目。

（三）宣传推广：通过政府平台、媒体渠道进行典型案例宣传。

六、联系咨询方式

市科技局科技成果与社会发展科技科

联系人：游晓军

联系电话：0598-8590851

附件：

三明市科学技术局

2025年2月25日

大规模连续生产石墨烯，实现进一步工业应用

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开发低成本、环保型石墨烯制备方法是实现大规模工业化生产和应用的关键。电化学剥离法是一种新兴的石墨烯制备方法，但目前仍局限于烧杯级研究，缺乏大规模生产策略/设备。广西师范大学Youguo Huang、Qingyu Li、Juantao Jiang等研究人员在《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》期刊发表名为“A Continuous and Safe Strategy for Large-Scale Graphene Production by Electrochemical Exfoliation–Flexible Encapsulation Strategy and Array Electrolyzer”的论文，研究提出了一种柔性封装策略来设计阳极/阴极电极，并开发了一种阵列电解槽来确保石墨烯的连续安全生产，以进行中试规模验证。
柔性封装策略可有效提高剥离效率和石墨烯产率，分别达到 98.6% 和 39.6%（层数≤7，97%），低 ID/IG 比为 0.22，高 C/O 比为 16.9。在放大生产过程中，由于高温促进了羟基自由基的形成和石墨尺寸增大导致的尖端效应，出现了严重的碳腐蚀现象。H2O→OH 路线和 SO42- → S2O82- → SO4– → OH 路线都促进了羟基自由基的形成并导致碳腐蚀。当电解液温度从 70 ℃ 降到 30 ℃ 时，平均碳腐蚀率从 75% 显著下降到 46.7%。这项工作中的石墨烯电化学剥离规模化生产证明了柔性封装策略和阵列电解槽的可行性，为进一步的大规模应用展示了巨大的潜力。

图1.石墨阳极电极、阴极电极和阵列电解槽的示意图，用于通过电化学剥离放大生产石墨烯。

图2. (a)裸阴极/阳极、(c)封装阳极、(e)封装阴极/阳极剥离后的光学图像以及相应的（b、d、f）电解质；(g)电解质温度曲线，(h)电流随时间曲线；以及(i)不同电极的剥离效率和(j)石墨烯产率。

图3. (a)石墨烯产品的XRD图谱，(b)拉曼光谱，(c) FT-IR光谱，(d) XPS高分辨率c1s光谱，分别来自裸阴极/阳极、封装阳极和封装阴极/阳极电极。

 

图4、(a)实时电压曲线，(b)不同剥离时间下石墨箔表面接触角，(c)实时电流曲线，(d)剥离效率和石墨烯产率，(e)石墨烯XRD谱，(f)不同输入电流下的实时电解质温度。

图5. (a)剥离效率，(b)石墨烯产率，(c) XRD图谱，(d)不同电极间距下石墨烯的XPS巡天光谱。 
图6. (a)石墨烯纳米片的SEM图像和(b)石墨烯纳米片的TEM图像，(c)石墨烯纳米片的AFM图像和相应的直方图(d)厚度分布和(e)尺寸分布，(f)氧元素分析仪测量的石墨烯氧含量，(g)石墨烯薄膜的SEM图，(h)石墨烯的拉曼光谱，(i)石墨烯薄膜的电导率。
图7. (a)单阳极电解槽和(b)五阳极阵列电解槽中不控温的电解液温度，(c)建立稳定的电化学连续剥落后阵列电解槽中石墨电极的碳腐蚀情况，(d)控温后五阳极阵列电解槽中电解液温度和碳腐蚀情况，(f)随着反应温度的升高，水分解和Na2S2O8生成的反应速率常数。(g)剥落和碳腐蚀机理示意图。
图8. (a)小、大尺寸石墨箔的光学照片及尺寸信息，(b)小尺寸石墨箔在不同温度下的碳腐蚀情况，(c)石墨电极剥落后的边缘和(d)石墨电极面内表面的SEM图像，(e)尖端效应对碳腐蚀的机理示意图。
总之，本文提出了一种灵活的封装策略来制备阳极/阴极电极，并设计了一种阵列电解槽，用于通过电化学剥离法按比例连续安全地生产石墨烯。封装策略有助于提高剥离效率和石墨烯产率，裸阴极/阳极的剥离效率和石墨烯产率分别为 71.5%和 35.5%，封装阴极/阳极的剥离效率和石墨烯产率分别为 98.6%和 39.6%，石墨烯层≤7（97%），C/O 比为 16.9，ID/IG 比为 0.22。此外，剥离产物可被限制在可膨胀过滤袋中，氢气副产物可被限制在离子交换膜中，这两者都确保了放大生产中的连续安全运行。
在电化学剥离放大生产过程中，除了通过插层-膨胀-剥离生产石墨烯外，还存在通过水分解途径和 SO42- 氧化途径产生的严重碳腐蚀，这与电解液温度密切相关。在没有电解液冷却的情况下，电解液温度高达 70 ℃，石墨电极的平均碳腐蚀率为 75%。当电解液温度降低到 30 ℃ 以下时，石墨电极的碳腐蚀率大幅下降至约 46.7%。此外，石墨尺寸增大引起的边缘/尖端效应也会造成碳腐蚀。总之，这项工作中的灵活封装策略和阵列电解槽为通过电化学剥离法大规模生产石墨烯提供了一种连续、安全的策略，在进一步的工业应用中显示出巨大的潜力。
原文：https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.4c07558

工信部等八部门联合印发《新型储能制造业高质量发展行动方案》

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为加快构建新一代信息技术与新能源等增长引擎，深化新型储能供给侧结构性改革，工业和信息化部、国家发展改革委等八部门近日联合印发《新型储能制造业高质量发展行动方案》，以加速完善产业体系，培育3—5家生态主导型企业，显著增强产品性能，持续拓展应用领域，培育发展新动能为目标，引导新型储能制造业高端化、智能化、绿色化发展。
　　立足产业发展趋势，《行动方案》突出引导产业健康有序发展、坚持创新引领、供给侧和应用端有效衔接、国际国内协同发展。
一是引导产业健康有序发展。在产业布局、技术创新、国际合作等多方面充分考虑产业可持续发展因素，提出防止低水平重复建设，加强行业规范管理，研究建立以强制性标准为基础的储能电池产品安全推荐目录。
二是坚持创新引领。提出面向多时间尺度、多应用场景需求，加快新型储能本体技术多元化发展，提升技术水平、丰富产品供给体系，加快新产品新模式的应用推广。
三是注重供给侧和应用端有效衔接。基于电子信息技术和新能源消纳需求融合创新的时代背景，加强部门间工作协同，从推进电源和电网侧储能应用、拓展工商业储能多元应用两方面发力，助力提升新能源存储、输配和终端应用能力。
四是支持国际国内协同发展。推动建立互利共赢的产业链供应链合作体系，鼓励国际新型储能企业和机构在华设立研发中心、生产基地。

新型储能制造业高质量发展行动方案

　　新型储能制造业是为新型储能提供能量存储、信息处理、安全控制等产品的制造业的总称，以新型电池等蓄能产品和各类新型储能技术为主要领域，也包括电源管理芯片、电力电子器件、热管理和能量控制系统等环节。新型储能制造业作为电子信息制造业的新兴领域，是现代化产业体系的重要组成部分，也是加快制造强国建设、推动新能源高效开发利用的基础支撑。为构建新一代信息技术与新能源等增长引擎，推动新型储能制造业高质量发展，制定本行动方案。
一、总体要求

　　以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，全面贯彻落实党的二十大和二十届二中、三中全会精神，完整、准确、全面贯彻新发展理念，加快构建新发展格局，扎实推动新型储能制造业高质量发展，把深化新型储能供给侧结构性改革与扩大内需有机结合，统筹高质量发展和高水平安全，推动科技创新和产业创新融合，为建设现代化产业体系和新型能源体系提供强大动能。
　　坚持有效市场与有为政府相结合，健全产业政策体系，创新行业管理方式，加快建设全国统一大市场，形成统筹全局、协调各方、相互补充的发展格局。坚持有效供给与扩大需求相结合，推动因地制宜多元化发展，减少低水平重复建设，提高资源配置和利用效率，释放新型储能市场发展潜力。坚持巩固优势与开拓创新相结合，巩固新型储能关键技术、应用生态等优势，强化颠覆性技术创新和关键共性技术发展，推动科技成果转化，积蓄创新发展动能。坚持以我为主与国际合作相结合，推动高水平科技自立自强，保障产业链供应链安全稳定，积极参与国际合作，以更高水平的开放深度融入全球新能源产业发展格局。
　　到2027年，我国新型储能制造业全链条国际竞争优势凸显，优势企业梯队进一步壮大，产业创新力和综合竞争力显著提升，实现高端化、智能化、绿色化发展。
　　——产业体系加速完善。新型储能制造业规模和下游需求基本匹配，培育生态主导型企业3—5家。产业主体集中、区域集聚格局基本形成，产业集群和生态体系不断完善。产业链供应链韧性显著增强，标准体系和市场机制更加健全。
　　——产品性能显著增强。高安全、高可靠、高能效、长寿命、经济可行的新型储能产品和技术供给能力持续增强，新型储能系统能量转化效率显著提高。热滥用和过充电不起火、不爆炸，全生命周期安全水平加快提升。
　　——应用领域持续拓展。新型储能产品与技术多元化水平进一步提高，更好满足电力、工业、能源、交通、建筑、通信、农业等多领域应用需求，为推动能源革命、实现碳达峰碳中和提供坚实物质保障。
二、实施新型储能技术创新行动

　　（一）发展多元化新型储能本体技术
　　面向中短时、长时电能存储等多时间尺度、多应用场景需求，加快新型储能本体技术多元化发展，提升新型储能产品及技术安全可靠性、经济可行性和能量转化效率。加快锂电池等成熟技术迭代升级，支持颠覆性技术创新，提升高端产品供给能力。推动超级电容器、铅碳电池、钠电池、液流电池等工程化和应用技术攻关。发展压缩空气等长时储能技术，加快提升技术经济性和系统能量转换效率。适度超前布局氢储能等超长时储能技术，鼓励结合应用需求开发多类型混合储能技术，支持新体系电池、智能电池、储热储冷及新型物理储能等前瞻技术基础研究。
 
专栏1 新型储能本体产品及技术
 
锂电池。面向新型储能应用需求，加快长寿命高容量先进活性材料技术、高效补锂技术攻关，发展高附加值辅材产品，重点布局大容量高安全储能电池、高功率电池、全生命周期高能效电池、储能用固态电池、全气候低衰减长寿命电池、高一致性电池系统等先进储能型锂电池产品。

钠电池。研发高性能硬碳、筛分型碳等负极材料及高容量正极材料，聚焦长寿命、高比能、宽温域、高功率发展方向，推动大规模钠电池储能系统集成及应用技术攻关，服务新型电力系统建设。

液流电池。开展液流电池电堆、双极板、电解液、离子交换膜等关键材料技术攻关，提升液流电池能量效率、系统可靠性、全生命周期经济性。

超级电容器。支持高电压电解液、高导电石墨烯、高性能隔膜等新型材料技术创新，开展高能量密度电极材料、电极制备、高效预嵌锂等技术攻关，发展高比能、高安全、长寿命超级电容器。

铅碳电池。开展新型复合材料板栅、高导电性多孔炭材料等技术攻关，支持低铅含量、高比能、长寿命铅碳电池产品研发。

飞轮储能。提升高速旋转环境下轴承可靠性、承载力，突破高强度、低密度、长寿命转子材料技术。

压缩空气储能。研发大流量高效压缩机，提升大膨胀比、高可靠透平膨胀机供给能力，布局大容量、高密封性储气设施、高效储热装备、新工质低阻高效换热器，提高能量转化效率。

其他技术。前瞻布局开发水系锌离子电池、水系铁镍电池、镁离子电池、熔融盐铝电池、镍氢电池等新体系电化学储能技术。推动储热、储冷等新型物理储能技术装备研发及产业化突破。

　（二）突破高效集成和智慧调控技术
　　推动新型储能与新一代信息技术深度融合，通过对系统能量流和信息流的经济配置、功能优化运行、逻辑有效衔接，实现储能系统高效集成和精准调控，提升新型储能产品智能化水平。聚焦系统结构设计、精细化电池管理、高效热管理和能量管理、辅助设备集成、高性能预制舱等技术开展集中攻关，提高先进功率半导体、智能传感器、电源管理芯片、大功率高效变流器等关键核心器件与部件供给能力。面向大规模新能源消纳和源网荷储一体化需求，推动新型储能集群协同控制、分布式储能聚合控制等技术创新。
专栏2 高效系统集成和智能调控产品及技术

先进结构设计。支持储能电池模块化开发，鼓励高效率结构创新，发展紧凑可靠的低阻抗高效连接技术，推动智能组串、高压直流等集成技术创新，提升大型储能系统集成效率。

精细化电池管理。发展系统级主动均衡技术，探索基于端边云架构的先进储能系统高效高精度管理技术。围绕大规模储能系统开展高精度智能传感技术攻关，开发适用于储能电池管理系统的功能安全及信息安全设计与评估技术。

高性能变流器。面向1500V以上高电压应用需求，开展高能效、高能量利用率高压级联技术攻关。突破变流器极端工况过载能力支撑技术、构网和跟网控制高效切换技术，加快电池管理系统、变流器控制系统和设备级能量管理系统一体化设计技术开发，提升新型储能电站有功、无功支撑能力。

高效热管理。围绕提升电池热性能感知和预测精度，研发液体冷却、相变材料冷却、热管冷却等多种高效先进热管理技术，突破结构紧凑、导热性能优异的热管理结构设计技术。

智能化能量管理。突破基于指令跟踪、平滑出力等多种模式的调度策略优化技术、多设备协同优化控制和构网控制技术。开发储能调节能力评估与智能调度决策系统。建设面向区域电网综合应用的分布式储能资源协同聚合调控平台。

高性能器件和预制舱。研发新型储能系统用小型化高精度高可靠性智能传感器、耐高温耐高压低损耗IGBT器件，支持新型电力电子器件及驱动控制关键技术和标准化高强度预制舱技术攻关。

　（三）攻关全生命周期多维度安全技术
　　围绕新型储能系统生产制造、运行维护、回收利用全生命周期，构建本征安全、主动预警、高效防护、安全应用等多维度技术体系。加强新型储能各技术路线热失控及燃烧爆炸失效机理研究，突破储能电池本征安全与控制技术，支持基于数字孪生和人工智能技术开展新型储能安全预警技术攻关。开展多元新型储能技术热蔓延机理研究，推动新型储能单元、系统、电站多尺度消防技术创新，实现电池模块级精准消防。加快新型储能产品健康状态在线评估等技术推广应用，探索建立新型储能产品安全分级评价技术体系。
专栏3 生命周期多维度安全产品及技术

本征安全技术。围绕提升储能电池环境适应性和热稳定性，开发强热稳定性正极和低膨胀负极材料、高强度耐高温隔膜、温敏性阻燃材料等先进高安全材料，突破压力容器全生命周期安全技术，支持锂电池、钠电池固态化发展，提升本征安全性能。

主动安全预警技术。发展基于电压、温度、荷电状态、变化率等运行关键参数智能传感器，结合先进算法开发高精度储能系统安全故障预判和诊断技术、储能电池热失控预警技术、储能电池状态和残值评估技术及相关验证技术。

高效安全防护技术。聚焦热蔓延抑制目标，开发高效清洁抗复燃灭火介质，单体和模组间热传导阻隔技术，高效环保冷却及灭火设备。

安全性能评估技术。提升新型储能系统、分级安全管理优化技术，研发全工况模拟及安全可靠性试验技术、新型储能系统全生命周期安全态势智能评估技术、新型储能产品加速老化测试技术。

三、实施产业协同发展推进行动

　　（四）科学谋划产业布局
　　加强锂电池等产能监测预警，防范盲目投资和无序发展风险。组织开展新型储能制造业发展战略研究，引导企业把握发展节奏，结合区域内产业基础、市场需求等情况，合理制定产业发展目标，有序部署产业规模。引导储能电池及关键材料企业向可再生能源富集、矿产资源充足、运输条件便利、基础设施完善、应用场景丰富的区域聚集。支持长三角、京津冀、粤港澳大湾区、成渝地区、呼包鄂地区、海峡两岸融合发展示范区等地聚焦新型储能领域，培育发展先进制造业集群，加快构建战略引领、创新驱动、专业赋能的产业发展格局。
　　（五）引导优化供需关系
　　着力科学有序扩大有效需求，顺应新型电力系统发展趋势，结合新能源消纳利用和电力系统安全可靠、经济合理等因素，系统性确定新型储能需求，推动实现需求牵引供给、供给保障和创造需求的高效联动发展。引导上下游稳定预期，完善配套体系，支持产业链上下游企业加强供需对接，推动形成产业链融通发展的协同联动机制，积极创新商业模式。引导各地区科学有序布局新型储能制造项目，依托研究机构开展行业运行监测预警，防止低水平重复建设。
　　（六）加强资源保障利用
　　加大对国内锂、钴、镍等矿产资源的找矿支持力度，科学有序投放矿业权，增强国内资源保障能力。指导国内企业多元、有序、协同布局海外资源项目，降低资源开发运输成本。在防范风险前提下，支持企业加强对外投资合作，提升海外矿产开发供给能力。鼓励生产企业做好产品全生命周期管理，加强产品绿色设计，提升产品易回收、易利用性。在满足产品性能要求前提下，支持生产企业使用再生原料。
　　（七）培育产业优质企业
　　鼓励新型储能产业链上下游企业强强联合，构建龙头带动、重点攻坚、梯队协同、链群互动的产业集群发展格局。加快培育一批牵引能力强，辐射带动广、集群效应大的生态主导型企业，充分发挥行业带动作用引领产业生态集聚。培育一批专精特新“小巨人”、制造业单项冠军和高新技术企业，建设一批绿色工厂、绿色供应链管理企业，引导重点企业做强差异化、特色化长板。
四、实施产业转型升级发展行动

　　（八）提高安全生产能力
　　坚持底线思维，从本质安全、生产安全、储存安全、使用安全、处置安全、回收安全等多维度提升新型储能制造业安全水平。压实企业主体责任，做好安全隐患排查整改工作，落实安全生产责任延伸制，引导企业开展安全生产标准化建设，开展新型储能产品质量监督，推动新型储能制造业安全与质量提升。鼓励企业和电站强化安全隐患点监测预警，完善应急预案，细化指令线条和内容，制定完善专业人员培训考核制度，提升风险预警和应急处置能力。
　　（九）坚持绿色低碳发展
　　支持新型储能上下游企业优化用能结构，提升能源资源利用效率，在制造端扩大可再生能源使用比例。研究制定全产业链能耗计量、碳排放核算评价规范，研究建立储能电池“护照”制度，加快建设新型储能产品溯源管理体系和碳足迹认证体系，推动与国际规则互通互认。
　　（十）提升智能制造水平
　　推动区块链、大数据、人工智能、5G等新一代信息技术在新型储能制造业广泛应用。加快智能工厂建设，鼓励新型储能产品生产制造以及系统集成关键工序数字化改造，应用机器视觉、超声、红外热成像等在线检测技术优化质量管控系统。提升各类新型储能产品原材料生产、包装等环节的自动化水平。支持制造企业延伸服务链条，发展服务型制造新模式。
五、实施示范应用场景拓展行动

　　（十一）推进电源和电网侧储能应用
　　积极鼓励探索火电合理配置新型储能，支持开展新型储能配合调峰、调频等多场景应用。推动新能源集成新型储能和智能化调控手段建设友好型新能源电站。针对沙漠、戈壁、荒漠等新能源富集且本地消纳能力较低的地区，支持新型储能支撑可再生能源大规模消纳。加快推进共享储能，提升储能对电力系统的辅助服务能力。鼓励新型储能以独立储能主体参与电力市场。加快推动构网型储能应用，提升新型储能对电力系统稳定运行支持能力，加快在土地资源紧张或偏远地区推广替代型储能，减轻输变电投资压力，提升电网末端供电能力。
　　（十二）拓展用户侧储能多元应用
　　面向数据中心、智算中心、通信基站、工业园区、工商业企业、公路服务区等对供电可靠性、电能质量要求高和用电量大的用户，推动配置新型储能。支持具备条件的工业企业、园区建设工业绿色微电网，积极推进新型储能技术产品在工业领域应用。鼓励城镇供热合理配置新型储能。依托“光储充换检”综合性充换电站建设，发挥新型储能在车网互动等新模式中的支撑作用。推动“光伏+储能”系统在城市照明、交通信号、农业农村、公共广播、“智慧车棚”等公共基础设施融合应用，鼓励构建微型离网储能系统。发展个性化、定制化家用储能产品。
六、实施产业生态体系完善行动

　　（十三）提升标准体系支撑水平
　　推动新型储能技术创新与标准化相互支撑、协同发展。支持开展新型储能标准体系建设，落实《国家锂电池产业标准体系建设指南》和《新型储能标准体系建设指南》，加强钠电池、固态电池、液流电池等新型储能技术标准布局，加快新型储能产品安全与循环寿命、配套关键材料与部件、生产设备、关键检测方法、绿色低碳、回收和综合利用等标准制定。加快建立新型储能电池安全风险评估体系，分级分类制定储能电池标准，加大安全类强制性国家标准实施力度。强化新型储能电池标准体系与现有电力储能系统标准体系的有效衔接。
　　（十四）加强知识产权保护运用
　　引导我国新型储能企业提高知识产权创造质量，针对关键材料、储能电池、电力电子器件等重点环节加强知识产权信息利用，开展专利导航分析，加快培育布局一批原创型、基础型高价值专利，提升标准必要专利相关能力。引导行业完善知识产权市场化运营体系，支持建设新型储能相关产业知识产权运营中心，开展高价值专利产业化服务，鼓励新型储能领域探索专利池等运营模式，协同提升知识产权风险防控水平，推进产业强链增效。研究支持专利和标准协同发展创新机制，加强知识产权保护，禁止滥用知识产权排除、限制竞争行为。
　　（十五）强化创新服务平台建设
　　支持新型储能领域科技创新平台基地建设。推动锂电池行业规范管理等公共服务平台建设，提升公共服务供给能力，推动新型储能电池全链条信息的数字化、网络化、智能化及透明化管理，支持构建行业运行分析、监测预警等机制。鼓励建设新型储能产品检测认证平台，开展产品分析、评价、应用验证等服务。
七、实施贸易投资合作提升行动

　　（十六）巩固拓展出口优势
　　探索将加强新型储能领域国际合作纳入共建“一带一路”“金砖国家”等合作机制框架，加强与相关国家资源战略、政策、标准等对接，积极推动建立互利共赢的产业链供应链合作体系。高质量实施已生效的自由贸易协定，支持企业充分利用自由贸易协定的优惠安排。鼓励行业组织、智库机构建设公共服务平台，及时跟踪新型储能领域相关国家市场准入、环境保护等政策法规，举办贸易投资相关培训，系统提升企业国际化发展能力。充分发挥国内行业组织和境外中资企业商（协）会协调、自律作用，防范出口领域恶意竞争，共同维护中国品牌良好形象。
　　（十七）支持高质量“引进来”
　　鼓励高校、企业和科研院所通过学术会议、联合攻关、人才交流等多种形式开展前瞻技术交流和先进技术引进，支持举办世界级新型储能大会，搭建具有国际影响力的新型储能行业交流平台。鼓励国际新型储能企业和机构在华设立研发中心、生产基地。吸引外资金融机构对华投资，强化与国际性经贸组织、行业商协会、专业投资机构高效互动，建立完善市场化、常态化合作对接机制。
　　（十八）推动高水平“走出去”
　　支持新型储能企业有序开展国际化布局，研究海外布局指引，引导企业制定因地制宜的出海战略和布局方式。在“一带一路”合作倡议下，支持企业联合开拓国际市场。深入推进新型储能国际标准交流合作，提升新型储能标准国际化水平，积极参与新型储能国际标准制修订，在全球产业生态建设中发挥引领作用。
八、保障措施

　　（十九）强化统筹协调
　　加强产业发展整体规划布局和运行监测，推进产业创新转型升级和健康有序发展。积极探索央地联动和区域协同发展模式，引导各地区因地制宜推进产业合理布局，鼓励地方出台支持新型储能制造业技术进步和转型升级发展的专项政策。建设政府与企业共同参与的质量监督体系，研究建立以强制性国家标准为基础的储能电池产品安全推荐目录。
　　（二十）加大政策支持
　　统筹利用中央及地方相关政策资源，支持新型储能关键技术攻关，开展多场景新型储能应用试点示范。在储能产品运输等环节为企业提供便利化服务。发挥国家产融合作平台作用，用好绿色金融工具，鼓励保险机构围绕新型储能电站开发保险产品。
　　（二十一）规范行业秩序
　　规范地方招商引资法规制度，推动建立全国统一大市场。加强锂电池行业规范管理，落实新型储能企业产品质量主体责任，健全质量管理体系，加强新型储能产品质量监督。加强对专利侵权、市场垄断等违法违规行为的预防和惩治，化解行业“内卷”现象，维护健康公平市场环境。鼓励第三方机构、行业组织等积极发挥监督作用，建立正向引导市场的合作机制。
　　（二十二）加快人才引育
　　强化新型储能制造业领域产教融合，进一步发挥产教融合平台作用，鼓励企业深度参与人才培养和教育教学环节，做实做优做强产业学院、现场工程师学院。因产办学、因需施教，助推产业需求与学生所学同频共振。培养与“吸纳”相结合增加国际型产业人才供给，协调构建高端人才培养网络，促进人才差异化合理布局，促进人才等要素跨区域有序流动。

信息来源：工信微报

天津大学研发可控手性石墨烯卷为自旋电子学开辟新路径

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中新网天津2月25日电 (记者 孙玲玲)记者25日从天津大学获悉，日前，该校胡文平教授、雷圣宾教授、李奇峰教授和沈永涛副教授联合团队开发了一种名为“石蜡辅助浸入法”的新技术，成功制备出具有可控手性的石墨烯卷，为二维材料的手性调控及其在自旋电子学领域的应用提供了全新思路。这一突破性进展不仅为材料科学领域注入了新活力，也为未来量子计算和自旋电子器件的发展奠定了坚实基础。相关成果已发表于国际权威期刊《自然·材料》。

手性石墨烯卷的形成示意图。(天津大学供图)
据了解，手性是指物体与其镜像不能完全重合的特性，就像我们的左手和右手一样。手性在自然界中无处不在，从分子到材料，手性结构往往表现出独特的光学、电子和化学性质。例如，许多药物分子因其手性不同而具有截然不同的生物活性。在材料科学领域，手性材料的开发对于推动光学器件、自旋电子学和量子计算等前沿技术的发展具有重要意义。
石墨烯作为一种经典的二维材料，因其高电导率、优异的机械强度和化学稳定性，一直是材料科学研究的焦点。然而，石墨烯本身是无手性的。近年来，科学家们尝试通过卷曲等方式将手性引入石墨烯和其他二维材料中，以探索其潜在的新特性和应用。然而，如何在二维材料中精确引入手性仍然是一个巨大的挑战。目前，能够实现手性自旋电子学功能的二维材料非常有限，且缺乏普适的制备方法。
天津大学研究团队针对这一难题开发了一种名为“石蜡辅助浸入法”的新技术，能够以可控的角度卷曲石墨烯，从而制备出具有特定手性的石墨烯卷。这种方法不仅适用于石墨烯，还可以推广到其他二维材料中，实现高产量生产。
“这项研究成果不仅为非手性二维材料的手性调控提供了一种通用方法，还为探索量子行为和开发室温自旋电子技术开辟了新的方向。”团队雷圣宾教授介绍，“未来，这项技术有望在自旋电子器件、量子计算、光学器件、材料科学等领域实现超越传统碳材料的独特功能，也为自旋电子学和量子技术的发展注入了新的活力。(完)

将石墨烯加入铜，出现前所未有的电气性能，石墨烯铜基复合材料突破性进展！

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石墨烯作为铜基复合材料的理想增强相，近年来在提升材料性能及工业化应用方面取得了显著进展。一种全新的高电导率石墨烯铜基复合材料开始在线缆行业推广，已经有高速裸线工厂在验证其性能，其设计理论是石墨烯+铜，具有高导电率（57-59 MS/M）和高稳定性，而石墨烯的电导率高达100 MS/M，LTDF石墨烯的电导率比铜高出近70%，因此，以铜为基体、以石墨烯为增强相，制得的高导电性、高导热性、超高强度及电磁屏蔽性能优良的“超级铜”正越来越受到科研界和产业界的青睐。最新石墨烯铜基复合材料突破性进展，美国能源部太平洋西北国家实验室（PNNL）的一个研究团队将石墨烯这种碳基材料添加到电铜中，发现它能够在不降低电导率的情况下，减少金属的电阻温度系数，这一成果有望带来电气效率的提升。

电阻温度系数解释了为什么铜线在通电时会发热，它是金属导电性的一个重要影响因素。如果金属温度过高，其导电性通常会降低。这一发现是在科学家们多年研究如何通过添加其他材料来增加金属导电性，尤其是在高温环境下取得的，这也颠覆了关于金属作为导体行为的传统科学认知。

铜（Cu）因其优良的导电性能被广泛应用于电机、发电机、建筑电线、充电器、变压器和电气接触等领域。随着对电气化和能源效率要求的提高，需要开发出比现有铜合金（如C10100和C11000）具有更高电性能的材料。来自PNNL的科学家们在《Materials & Design》杂志上发表的研究成果显示，通过剪切辅助加工和挤出（ShAPE）技术制造的铜-石墨烯复合材料，在电性能上取得了显著提升。具体而言，添加18ppm的石墨烯能够使C11000合金的电阻温度系数（TCR）降低近11%，研究人员发现，这一降低并没有减少材料在室温下的电导率。“我们证明了片状和团簇必须同时存在，才能制造出更适合高温运行的更好导体。”PNNL 的材料科学家、参与该研究的 Kappagantula 说。

图：（a）摩擦系数（CoF）随滑动时间的变化；（b）仅铜和铜-石墨烯（Cu-Gr）原料箔的磨损深度随磨损宽度的变化，这些原料箔用于制造各种ShAPE铜-石墨烯复合材料

图：（a）电阻温度系数（TCR）和（b）ShAPE仅铜及铜-石墨烯（Cu-Gr，简称CuG）复合材料的电导率随石墨烯（Gr）含量的变化

图：铜-石墨烯半挤出区域的表征（a）逆极图、图像质量图和核平均误取向图（从左至右），这些图来自插图中光学图像中标记为矩形的区域；（b）逆极图、图像质量图和核平均误取向图（从左至右），这些图来自插图中光学图像中标记为矩形的区域。请注意，在铜-石墨烯样品中，晶粒尺寸和CSL边界浓度从角落到中心的增加，这与纯铜挤出物相比呈现出相反的趋势。
例如，在电动机和发电机的核心部分，使用的是盘绕的铜线。如今的电机被设计为在有限的温度范围内运行，因为当它们过热时，电导率会显著下降。由于这种复合材料可以降低电阻温度系数，电动机现在有可能在更高温度下运行而不失去导电性。
图：来自铜-石墨烯挤出物的透射电子显微镜（TEM）和原子探针断层扫描（APT）结果：（a-b）来自铜的扫描透射电子显微镜（STEM）图像，显示铜晶粒中富含碳（C）的纳米区域沿111晶面排列。（b）APT结果进一步证实了基体中碳的富集。（c）二维成分图显示铜基体中局部碳（约8%原子比）的富集。在特定晶面（可能是111晶面）上的明显排列与TEM观察结果一致

另一个潜在的用例是将电力输送到家庭和企业的输电线路，这些线路通常由铜制成。使用这种复合材料制成的电线可以在全球城市对电力需求增加的情况下提供更高的效率。

研究人员计划继续定制铜 – 石墨烯材料，同时测试厚度约为美国一分钱硬币，即 1.5 毫米的用该材料制成的电线。在实验中，他们将测量其他关键属性，如强度、疲劳、腐蚀和耐磨性，以测试其在工业应用中的可行性。

来源：公众号·线缆行业朋友圈分享

CGIA：关于征集2025年度石墨烯标准新项目的通知

发布于 作者：

各会员单位及相关单位：

石墨烯材料凭借其优异的光学、电学、热学、力学性质以及超大比表面积、层状可滑动结构等结构特性，在电子器件、新能源、复合材料、大健康医疗和国防军工等众领域展现出可喜的应用价值。一批石墨烯应用产品实现了市场突破，在重要装备、重大工程、环境治理、节能减排以及标志性民生产品领域得到了市场化应用。

产业发展，标准先行。中关村华清石墨烯产业技术创新联盟致力于石墨烯等纳米新材料团体标准的创制工作，现已成为国内石墨烯领域开展标准化工作最早、参与人数最多、最具行业影响力的团体标准组织。为推动石墨烯产业高质量发展，建立健全石墨烯标准体系，现面向社会征集2025年石墨烯相关标准新项目。具体事项通知如下：

一、征集范围

1.石墨烯材料相关标准。围绕石墨烯材料的特性参数表征方法、制备工艺、材料规范、绿色制造等。

2.石墨烯应用产品相关标准。围绕石墨烯在各应用领域的产品建立产品标准、关键性能参数检测方法、应用指南、绿色制造等。

3.石墨烯企业评价相关标准。围绕企业的创新、品牌、信用等建立相关评价标准。

二、申报要求

1.申报主体：具备技术研发、检测验证及产业应用基础的相关单位或个人，鼓励产学研用联合申报。

2.申报材料：需提交《2025年度石墨烯标准新项目申报书》（格式见附件，扫描下方二维码下载）。

3.申报项目应具有一定的创新性和先进性，能反映石墨烯领域的最新技术进展和发展方向。

三、申报流程

1.本申报常年有效。请申报单位将申报材料电子版发送standard@c-gia.org。邮件主题请注明“2025年度石墨烯标准新项目申报-[申报单位名称] – [项目名称]”。纸质材料加盖公章后寄送至联盟办公室。

2.审查：联盟将对申报材料进行形式审查。通过形式审查的项目，联盟将按照《中关村华清石墨烯产业技术创新联盟团体标准管理办法》进行立项评审，立项后按程序组织制定。

四、联系方式

中关村华清石墨烯产业技术创新联盟

标准评价部：戎老师 李老师

联 系 电 话：13681575663 13691342491

电 子 邮 箱：standard@c-gia.org

地     址：北京市通州区北苑万达广场A座504

中关村华清石墨烯产业技术创新联盟

2025年2月20日