石墨烯产品质量评价方法体系研究

石墨烯是一个全新的产业,石墨烯的产品质量从用料、生产规范、产品标准制定、到合格评定等贯穿产业链各个环节。同时,石墨烯的产品质量评价是一个复杂而多维的问题,材料的形态和结构、不同的制备工艺、不同的评价方法、不同的应用场景等都将会对其质量评价造成一定的影响。因此,在石墨烯的科技研发和相关产品的生产过程中,亟待从微观到宏观构建一套完整的石墨烯产品质量综合识别与评价方法体系,且其内容、方向和选择是灵活多变的,以期实现石墨烯原材料及产品的质量控制,为石墨烯原材料的研发制备提供科学依据,为石墨烯产品的选材和设计提供参考,也为供需双方约定提供可靠依据。
基于不同形态石墨烯原材料的检测方法 
高品质的原材料是整个石墨烯产业发展的基础保障,合理有效的检测石墨烯的微观性能和结构,建立石墨烯材料综合评估和评价方法体系是保证未来石墨烯应用市场供求关系中石墨烯材料质量的基础条件。目前,石墨烯原材料的形态主要为石墨烯粉体、石墨烯薄膜以及石墨烯纤维,3种类型石墨烯的合成、性质、产品检测以及应用方向由于其形态的不同而有很大差异,表1为按照石墨烯主要形态提炼的石墨烯材料代表性关键技术参数。

石墨烯粉体是石墨烯产品形态的一种,由大量单层和少层石墨烯以无序方式相互堆积而成,宏观上显示为粉末状形态,具有粒度小、比表面积大的特点,主要应用于防腐涂料、复合材料、高分子复合材料、导电油墨等领域。目前,石墨烯粉体已经相对成熟,很多石墨烯生产企业都具备石墨烯粉体的规模化生产能力
,但是生产出的石墨烯粉体质量参差不齐,批次均一性难以把握。商业化的石墨烯粉体产品应集中对石墨烯纯度、层数、厚度、比表面积、粒度、密度等技术参数进行表征,然而市场上普遍存在尺寸和层数不均匀、单层石墨烯含量低、比表面积远低于理论值、没有分级等问题,导致下游企业在选择石墨烯原材料时,缺乏可靠的判断依据,应用效果较差,无形中增加了试错成本。
石墨烯薄膜主要用于柔性显示器、传感器、电子器件、透明导电薄膜、光电探测器等高端行业,其卓越特性需在石墨烯为完美的二维蜂窝状单晶纯碳材料的状况下才能实现,但是制备工艺问题导致石墨烯薄膜不可避免存在缺陷和污染,因此针对石墨烯薄膜的关键物理化学特性建立准确可靠的测量方法同样极为重要。石墨烯薄膜本身的表征参数按照重要性先后顺序有定性分析、层数、完整度、缺陷密度/(缺陷浓度)、应力、畴区尺寸,其次还包括微区覆盖度、洁净度、透光率、电导率、方块电阻等。
石墨烯纤维是一种由石墨烯片层紧密有序排列而成的一维宏观组装材料,通过合理的结构设计和可控制备,石墨烯纤维能够将石墨烯在微观尺度的优异性能有效传递至宏观尺度,在多功能纺织品、电力电缆、能量采集器、可穿戴能源存储设备、传感器等柔性电子产品领域具有良好的应用前景。Fang等研究发现石墨烯纤维的结构是由石墨烯单元的凝聚态决定的,分为高性能的高度凝聚态和多功能的松散堆叠态,具有优异的导电性、力学性能和热学性能,如图1所示。

为了扩大石墨烯的研究和应用范围,各种具有不同特点的石墨烯材料及其衍生材料逐渐被发现和
制备出来,例如石墨烯量子点、三维石墨烯、石墨烯纳米带、石墨烯纳米筛、氧化石墨烯、功能化石墨烯、氟化石墨烯等。石墨烯衍生材料因结构上与石墨烯有一定的差异,导致其具有不同的物理、化学、热学、电学、光学和机械性能,需要根据实际情况进行定制化的检测方案,建立一个适用的质量度量方法,为石墨烯生产商和买家之间建立有效沟通,从而搭建健康可靠的供应链。

基于碳材料及类石墨烯材料的检测方法 

石墨烯作为一种新型碳材料,凭借其独特的物理和化学性质,在科学研究和工业应用中展现出了巨大的潜
力,但其研究和开发的历史相对较短。石墨烯是sp2杂化碳原子的单层同素异形体,具有二维结构,碳的同素异形体还包括零维的富勒烯、一维的碳纳米管、三维堆叠结构的石墨(图2),以及石墨炔;此外,从炭黑到石墨烯,本质上而言只是材料的升级换代。碳纳米材料由于元素组成一致,在实际检测过程中部分通用的评价技术,填补了石墨烯标准不足、检测方法不全的空缺。研究其他碳纳米材料的检测标准和方法,在一定程度上能够为石墨烯测试技术的不断发展和创新提供参考和借鉴,为石墨烯的质量评价提供更科学、全面的检测评价方法依据。

其次,石墨烯作为一种二维材料,具有六边形晶体结构,而类石墨烯材料具有与石墨烯类似的结构及革新性能。许多类石墨烯材料(如层状过渡金属氧化物、金属硫族化物和金属卤化物)被深入研究,并取得了一定的科学和应用成果,其中六方氮化硼、二硫化钼、锗烯、硅烯、磷烯等材料被广泛研究,并被认为具有良好的应用前景。石墨烯与类石墨烯材料具有相同的二维结构,在一定程度上具有共通的检测方法,从而为石墨烯材料及产品的检测提供了新思路。

基于表征手段的检测方法

原子力显微镜可测量石墨烯堆叠的厚度,光学显微镜能够测试薄片的尺寸,拉曼光谱可提供样品结构完整性的信息,X射线光电子能谱可以测试碳含量(纯度),扫描电子显微镜和透射电子显微镜可用于表征样品形貌的信息。石墨烯产品质量的检测不仅需要技术的支撑,还需要使用相关的仪器与设备,仪器设备在石墨烯检验体系中是不可或缺的基础与前提,图3为石墨烯材料质量评价体系中设备及对应的石墨烯的备检特性。

为确保石墨烯材料参数能够测得出、测得准,在选择表征方法时通常需要综合考虑仪器设备测试的可靠性、精度、检测限以及表征技术的原理对石墨烯材料及产品质量评估产生的影响,表2罗列了石墨烯层数相关检测方法的原理、优缺点及适用范围。

从表中可以看出,虽然石墨烯层数有多种检测方法,但是各类检测方法均存在一定的局限性。石墨烯的检测范围通常为几个原子层,且检测结果受到晶体缺陷、表面吸附、样品制备、测量条件和数据分析等因素的影响。因此,在实际检测中需要结合多种检测方法和手段以提高结果的准确性。除表2所列方法外,石墨烯层数的相关检测方法还包括X射线粉末衍射法、等离子激子耦合光谱法、自旋霍尔效应法等。

基于石墨烯应用领域的检测方法 

石墨烯原材料的检测及识别是为激活下游应用市场做准备,石墨烯产业化应用之前,还需要在石墨烯材料落地应用于某一领域时,建立合理、统一的识别和评价体系,判断对应关键参数是否匹配应用需求,从宏观层面进行系统研究,建立一种石墨烯科研应用转化的选材方法。例如:制造石墨烯散热膜的原材料,除了导热系数之外,还有电导率、热膨胀、工作温度等其他参数需要控制和调节;为了满足应用需求,石墨烯薄膜需要转移到特定的衬底表面或者被切割成特定形状,从而引入了对薄片转移效果(厚度/褶皱)、薄膜洁净度、尺寸方面的检测要求;将石墨烯用作锂离子电池的导电剂时,材料测试更侧重于杂质含量、比表面积、稳定性、黏度等性质,而不是缺陷的浓度、单个晶体的厚度、褶皱等;而石墨烯复合正极材料,会更多地关注石墨烯材料的尺寸或者孔隙率与电极颗粒尺寸之间的匹配程度。为了确保新材料参数的适用性,需要对石墨烯材料的尺寸、组成、导电性、导热性等结构和性能进行调控,有针对性地选择合适的检测技术,形成石墨烯材料宏观物理特性的检测方法体系,为其在相应的应用领域提供准确、有效的基础数据,保证石墨烯在商业产品中的应用在制造和功能方面与现有技术兼容。
研究表明,供应商的产品大多并不适合石墨烯应用,加入不合适的石墨烯并不能够提升产品的性能,有时反而可能引起其他方面性能的降低。在实际应用中需要综合考虑各种因素,通过精确检测和分析,确定石墨烯产品的成分、性能、使用效果、寿命等宏观性能,确保加入石墨烯后产品的整体性能得到提升。表3罗列了企业石墨烯产品的主要测试参数及产品特性。此外,石墨烯产品的检测也直观地解释了添加高质量和适用性强的石墨烯后,产品的使用性能得到显著增强的原因,凸显了石墨烯材料的优势,不仅可提升产品的市场竞争力,也有利于全面了解产品的质量状况,保证产品质量的稳定可靠性,进一步保证在市场竞争中的有利地位。

来源:李茂东,文芳,王良旺,何立粮.石墨烯产品质量评价方法体系研究[J].分析测试学报,2025,44(05):968-976. DOI: 10.12452/j.fxcsxb.240815308.

第七届中国福建(永安)石墨烯创新创业大赛初赛结果出炉!

7月3日,第七届中国福建(永安)石墨烯创新创业大赛初赛在三明永安举办。本届大赛由北京石墨烯研究院、清华大学深圳国际研究生院、永安市人民政府、浦东新区人民政府合作交流办公室、浦东新区科技和经济委员会、中国(上海)自由贸易试验区管理委员会金桥管理局、上海金桥(集团)有限公司主办,福建省六一八产业发展有限公司、三明埔岭汽车工业园区管理委员会、永安市永翔发展集团有限公司、永安市永清石墨烯研究院承办。

本次大赛吸引了大量企业和团队报名参赛,最终22个项目入围初赛,涉及石墨烯材料、金刚石树脂UV复合材料、碳纤维、碳复合材料、石墨导热膜等多个应用领域。

初赛采用现场答辩的方式,由5位专家导师现场打分,最终决出6个入围决赛的项目。初赛现场22个项目同台比拼,争夺决赛入场券。每个参赛团队纷纷拿出优质项目“秀肌肉”。专家现场精彩点评、打分,和参赛选手“头脑风暴”,为选手指明方向。

经过激烈对垒,最终厦门中材航特科技有限公司、北京石墨烯研究院、中核集团韩佩佩老师团队、东华大学、四川翔展振华新材料科技有限公司等单位的6个参赛项目脱颖而出,晋级7月30日在上海金桥举办的大赛决赛。决赛阶段将角逐出一、二、三等奖等奖项。

工信部发布关于开展2025年度科技型中小企业评价工作的通知

6月26日工信部在官网公布《工业和信息化部中小企业局关于开展2025年度科技型中小企业评价工作的通知》,要求符合要求的企业登录优质中小企业梯度培育平台(https://zjtx.miit.gov.cn/)“科技型中小企业”评价系统(以下简称评价系统)进行申报,评价系统将于6月30日—9月30日开放。通知全文如下:

 

工业和信息化部中小企业局关于开展2025年度科技型中小企业评价工作的通知

工企业函〔2025〕137号

各省、自治区、直辖市及计划单列市科技型中小企业工作主管部门:

为深入贯彻落实党中央、国务院关于推动科技创新和产业创新深度融合,强化企业科技创新主体地位决策部署,促进中小企业专精特新发展,根据《科技型中小企业评价办法》(国科发政〔2017〕115号)和《科技型中小企业评价服务工作指引》(国科火字〔2022〕67号)有关要求,参照工业和信息化部办公厅《关于开展2024年度科技型中小企业评价工作的通知》(工信厅企业函〔2024〕244号),现就开展2025年度科技型中小企业评价工作通知如下:

一、企业参评要求

符合条件的中小企业按照自愿原则,登录优质中小企业梯度培育平台(https://zjtx.miit.gov.cn/)“科技型中小企业”评价系统(以下简称评价系统)注册并填报企业相关信息,上传加盖企业公章的相关佐证材料,并保证所填内容和提交资料准确、真实、合法、有效,不通过第三方中介机构申报。如有弄虚作假行为,取消本年度评价资格,且三年内不得参与评价。

二、评价工作相关要求

各省、自治区、直辖市及计划单列市科技型中小企业工作主管部门(以下统称省级主管部门)要认真做好科技型中小企业评价工作:

(一)对参评企业材料进行全面审核。各省级主管部门应组织评价机构对所有企业填报资料和佐证材料进行审核。信息完整且符合条件的,由省级主管部门在评价系统公示10个工作日。公示无异议的企业,纳入全国科技型中小企业信息库并在评价系统公告。

(二)对部分企业进行实地核查。本年度参评企业如符合以下情况之一,各省级主管部门应在公示前组织评价机构开展实地核查,并做好核查材料留存:

1.职工总数为5人及以下的企业。

2.科技人员占比90%及以上,且职工总数50人及以上的企业。

3.过去三年曾有严重违法失信、撤销入库编号等情况的企业。

4.首次参评的企业。

(三)组织开展入库企业集中抽查工作。各省级主管部门组织评价机构开展年底集中随机抽查,按照不低于5%的比例对全年入库科技型中小企业进行申请材料核验,对不符合条件的企业予以撤销编号。

(四)强化评价工作督办机制。各省级主管部门应主动向社会公开监督方式,自觉接受社会监督,及时核实处理拟入库企业公示异议、投诉和举报信息。针对评价工作中风险异议企业数量较多的地区,我部将组织有关机构开展实地监督指导,改进提高评价工作质量。

(五)做好年度评价工作总结。各省级主管部门应及时总结本年度科技型中小企业评价工作,包括评价工作开展情况、实地核查工作情况、享受研发费用加计扣除政策情况、地方出台相关政策及落实情况、主要经验和做法、存在问题和下一步工作建议等内容。

三、时间安排

2025年度,评价系统将于6月30日—9月30日开放,期间企业可填报信息。各省级主管部门应于10月31日前完成所有批次拟入库企业公示,12月15日前完成入库企业集中随机抽查和相关处理工作,12月31日前完成并提交年度评价工作总结。

工业和信息化部中小企业局

2025年6月24日

来源:工信部

解构碳纳米管分散困局的三大关键路径

导读:

在现代材料科学领域,碳纳米管(Carbon nanotubes,CNTs)因其卓越的力学、电学和热学性能而备受关注,其在复合材料中的应用研究一直是热点话题。之前已经分享了关于碳纳米管导热复合材料的制备研究进展,探讨了通过多种方法构建高效的导热网络,以充分发挥碳纳米管在热管理材料中的潜力。然而,碳纳米管的应用效果在很大程度上依赖于其在基体中的分散性。本期文章将进一步探讨碳纳米管粉体的液相分散方法和机制,了解如何通过物理、化学和机械手段实现其均匀分散。这一研究方向不仅能够解决碳纳米管在实际应用中的关键问题,还能为开发高性能复合材料提供重要的理论和实践支持,进一步拓展碳纳米管在电子、能源和生物医学等领域的应用前景。

碳纳米管的分散

碳纳米管因其特殊的空间构造和优良的物理化学性能而备受关注。其质量轻、强度高、韧性好、弹性模量高,展现出比一般材料更为优越的机械特性。此外,碳纳米管还具有无限的可能性和广泛的应用前景,不仅可以用于制造高强度的材料和纤维,还在生物医学、电子、能源等多个领域展现出巨大的应用潜力。未来,碳纳米管有望成为推动人类社会发展的重要材料之一。

然而,碳纳米管的应用也面临着一些挑战。由于其具有较大的比表面积和较少的表面缺陷,且六边形的构造使碳原子之间通过sp²杂化轨道形成大量高度离域化的π电子,相邻的CNTs在π-π堆积作用下容易相互吸引并团聚,难以分散,呈现出物理和化学惰性。这种特性限制了碳纳米管在实际应用中的性能发挥。因此,需要通过额外的强酸处理或添加分散剂来提高碳纳米管的表面粗糙程度,并引入活性官能团,从而改善其分散性。

近年来,许多研究人员已经开发了各种方法来修饰碳纳米管的表面,以改变其性能并拓展其应用范围。目前,碳纳米管的分散技术主要有三种:一是机械分散法;二是表面化学共价修饰分散法;三是表面活性剂的非共价修饰分散法。

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机械分散

机械分散法是一种通过物理手段克服CNTs之间范德华力的分散方法,主要包括超声处理、球磨、磁力搅拌和高速剪切等技术。这些方法通过施加机械外力,使CNTs在介质中均匀分散,避免了化学改性可能带来的副作用,同时保留了CNTs的原始特性。

(1)超声分散法

原理:利用超声波的机械振动和空化效应,在CNTs分散液中产生强烈的局部冲击力,从而实现CNTs的均匀分散。超声波的空化作用能够产生微小的气泡,这些气泡在崩溃时释放出巨大的能量,足以破坏CNTs之间的团聚。

优势:操作简便,通常作为其他分散方法的辅助手段,以提高分散效果。

劣势:长时间的超声处理可能会对CNTs的结构造成一定程度的损伤,因此需要优化超声时间和功率。

(2)球磨分散法

原理:通过球磨机中的研磨介质(如钢球或陶瓷球)对CNTs施加机械力,从而实现分散。

优势:可以通过控制球磨时间和条件,有效地分散CNTs。

劣势:长时间的球磨可能会导致CNTs的结构损伤,因此需要平衡分散效果和结构完整性。

湿式球磨法相比干式球磨法能够更好地保持CNTs的结构完整性和分散性。

(3)磁力搅拌和高速剪切

原理:利用机械力量将CNTs分散在介质中。磁力搅拌通过磁场驱动搅拌子旋转,而高速剪切则通过高速旋转的剪切头产生强烈的剪切力。

优势:能够有效地提高CNTs的分散度和稳定性,适用于不同类型的介质和应用场景。

劣势:造成碳纳米管的结构损伤,对设备的要求较高,需要精确控制剪切速率、时间和温度等参数,操作复杂。

2

共价修饰

共价修饰法是通过在CNTs表面引入特定的化学基团来提高其分散性的一种方法。这种方法通过化学键将功能基团直接连接到CNTs表面,从而改变其表面性质,增强与溶剂或基体的相互作用。

(1)氧化处理

氧化处理是共价修饰中最常用的方法之一。通过在强酸性环境下(如H₂SO₄、HNO₃、H₂O₂等)对CNTs进行回流处理,可以在其表面引入羧基(-COOH)、羟基(-OH)、羰基(-C=O)等含氧官能团。这些官能团不仅增加了CNTs的表面极性,还提高了其在极性溶剂(如水、乙醇、二甲基甲酰胺等)中的分散性。例如,经过氧化处理后的CNTs可以高度分散于水溶液中,适合用于制备复合材料。

(2)进一步的功能化

除了氧化处理外,还可以通过进一步的化学反应在CNTs表面引入其他特定的官能团。例如,通过酯化反应引入酯基,通过酰胺化反应引入酰胺基等。这些功能化处理不仅可以改善CNTs的分散性,还可以根据具体应用需求赋予其特定的化学性质。例如,羟基可以作为硅烷化过程的结合位点,在聚合物纳米复合材料中发挥重要作用;羧基可以通过亚硫酰氯(SOCl₂)酰化,然后与所需的官能团反应,用于生物医学或传感领域的应用。

(3)共价修饰的优势与局限性

优势:能够显著改善CNTs的分散性,使其在多种溶剂和基体中均匀分散。

局限性:首先,化学反应可能会破坏CNTs的sp²杂化结构,从而影响其原有的电学和力学性能。其次,共价修饰过程通常较为复杂,需要精确控制反应条件(如温度、酸的浓度、反应时间等)。此外,引入的官能团可能会增加CNTs的表面粗糙度,影响其在某些应用中的性能表现。

3

非共价修饰

非共价修饰法是通过在CNTs表面吸附特定的分子或聚合物来提高其分散性的一种方法。这种方法在不破坏CNTs原有化学结构的前提下,利用分子间的相互作用(如静电作用、π-π堆积、氢键等)来实现稳定分散。

(1)表面活性剂吸附

表面活性剂是非共价修饰中最常用的分散剂之一。通过在CNTs表面吸附表面活性剂分子,可以有效降低CNTs之间的范德华力,从而实现分散。表面活性剂的亲水端和疏水端分别与溶剂和CNTs表面相互作用,形成稳定的分散体系。例如,十二烷基硫酸钠(SDS)和胆酸钠等表面活性剂已被广泛用于CNTs的分散。

(2)聚合物包覆

聚合物包覆是另一种非共价修饰方法。通过将聚合物分子吸附在CNTs表面,可以形成一层保护膜,防止CNTs之间的团聚。这种方法不仅提高了CNTs的分散性,还保留了其原有的电学和力学性能。例如,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和聚苯乙烯(PS)等聚合物已被成功用于CNTs的分散。此外,通过调节聚合物的分子量和侧链结构,可以进一步优化分散效果。

(3)其他非共价相互作用

除了表面活性剂和聚合物包覆外,还可以利用其他非共价相互作用来实现CNTs的分散。例如,通过静电偶极相互作用、金属-有机配位作用等机制,可以有效吸附特定的分子或离子在CNTs表面,从而实现稳定的分散。例如,利用金属多酚配位反应,可以将金属离子和多酚分子吸附在CNTs表面,形成稳定的分散体系。

(4)非共价修饰的优势与局限性

优势:能够保留CNTs的原始结构和性能,同时实现优越的分散性。这种方法操作相对简单,不需要复杂的化学反应,适合大规模应用。

局限性:分散效果可能受到溶剂性质、温度等因素的影响,且在某些情况下分散稳定性不如共价修饰法。此外,非共价修饰剂可能会在某些应用中引入额外的杂质或影响CNTs的表面性质。

碳纳米管分散性及功能化的表征

CNTs的分散性和功能化效果是决定其在复合材料和其他应用中性能的关键因素。因此,准确表征CNTs的分散状态和表面改性程度至关重要。常用的表征方法包括光学方法、电子显微镜方法和定量分析方法,这些方法从不同角度提供了关于CNTs分散性和功能化的详细信息。

(1)光学方法

光学方法是表征CNTs分散性的一种便捷手段。紫外-可见(UV-Vis)光谱技术利用CNTs在紫外-可见光区域的特征吸收峰来评估其分散状态。由于CNTs的π-π堆积作用会导致吸收峰的偏移或猝灭,因此通过监测吸收光谱的变化可以判断CNTs的分散程度。此外,UV-Vis光谱还可以用于监测分散过程的动力学,从而确定最佳的分散处理时间,避免过度处理导致CNTs结构损伤。

(2)电子显微镜方法

电子显微镜技术,包括扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM),能够直接观察CNTs的微观结构和分散状态。SEM可以提供CNTs在复合材料中的分布和形态信息,而TEM则能够更清晰地观察CNTs的内部结构和表面改性情况。通过这些图像分析技术,可以直观地评估CNTs的分散效果,以及功能化处理对CNTs表面的影响。

(3)定量分析方法

定量分析方法用于精确评估CNTs分散液中的颗粒尺寸和分布。动态光散射(DLS)技术通过测量分散体系中颗粒的布朗运动来确定其尺寸分布,从而间接反映CNTs的分散程度。此外,差速离心沉降法(DCS)可以对CNTs的团聚状态进行定量分析,通过测量团聚体的沉降速度来评估其解聚效果。这些定量分析方法能够提供分散体系的详细数据,有助于优化分散工艺和评估功能化效果。

(4)拉曼光谱

拉曼光谱是一种能够提供CNTs结构信息的非破坏性分析技术。通过分析拉曼光谱中的特征峰,可以判断CNTs的缺陷密度、石墨化程度以及表面功能化情况。例如,D峰与G峰的比值(ID/IG)常用于评估CNTs的缺陷密度,而功能化处理会在拉曼光谱中引入新的特征峰,从而反映表面官能团的存在。

(5)X射线光电子能谱(XPS)

X射线光电子能谱是一种表面分析技术,能够提供CNTs表面元素的化学状态信息。通过测量从样品表面发射的光电子的能量和数量,XPS可以确定CNTs表面的官能团类型和含量。这种方法对于评估共价修饰的效果特别有效,因为它可以直接检测到表面引入的化学基团。

通过上述多种表征方法的结合使用,可以全面评估CNTs的分散性和功能化程度。这些表征技术不仅能够帮助研究人员优化分散和功能化工艺,还能为CNTs在复合材料、电子器件和生物医学等领域的应用提供重要的理论支持。

总结与展望

(1)开发新型环保高效的分散剂

目前,现有的分散剂在分散效率和稳定性方面仍存在不足,尤其是在大规模工业化应用中。未来的研究方向应聚焦于开发新型分散剂,这些分散剂不仅能够显著提高CNTs的分散性,还能减少对环境的影响。例如,基于天然产物或可再生资源的绿色分散剂,以及具有多功能基团的分散剂,能够在分散CNTs的同时赋予其特定的化学性质,如导电性或亲水性。此外,智能分散剂的研发也至关重要,这类分散剂能够响应外部刺激(如pH值、温度或磁场),实现CNTs的可控分散和组装。

(2)优化现有分散技术

现有的分散技术,如机械分散法、共价和非共价修饰法等,虽然在实验室中取得了显著进展,但在实际应用中仍面临挑战。未来的研究应致力于优化这些技术,以进一步提高CNTs的分散效果。例如,通过优化超声波处理的参数(如功率、时间和频率),可以在提高分散效率的同时减少对CNTs结构的损伤。共价修饰法可以通过开发更温和的化学反应条件,减少对CNTs原有性能的影响,同时提高功能化效率。非共价修饰法则可以通过探索新的相互作用机制,如金属-有机配位或π-π堆积,实现更稳定的分散效果。

(3)深入探索分散机制

加强对CNTs分散机制的研究,有助于开发更高效的分散方法。未来的研究可以利用分子动力学模拟来研究CNTs与分散剂之间的相互作用,揭示分散过程中的微观机制。同时,深入研究CNTs表面的化学性质和表面能,探索如何通过表面改性提高其与分散剂的相容性。此外,研究分散过程中CNTs的动态行为,包括团聚、解聚和再分散等过程,将为优化分散工艺提供理论支持。

(4)多功能复合材料的开发

利用分散性良好的CNTs开发高性能、多功能的复合材料,以满足不同领域的应用需求。未来的研究可以集中在优化CNTs的含量、分散性和取向结构,进一步提高复合材料的力学性能、热导率和电导率。此外,结合CNTs的优异性能和其他材料的功能特性,开发具有多种功能的复合材料,如电磁屏蔽、自感知和自修复等。在生物医学领域,基于CNTs的生物医学复合材料,如药物载体、生物传感器和组织工程支架,将拓展其在生物医学领域的应用。

(5)建立标准化的分散度测试方法

标准化的测试方法对于评估分散效果和推动CNTs的工业化应用至关重要。未来的研究可以结合光学方法(如UV-Vis光谱)、电子显微镜方法(如SEM、TEM)和定量分析方法(如DLS、XPS),建立综合的分散度评估体系。制定统一的测试标准和操作流程,确保不同实验室和企业之间的测试结果具有可比性和一致性。此外,开发能够实时监测CNTs分散状态的在线监测技术,将为工业化生产提供实时反馈和控制手段。

参考文献:王延青,高彩琴,张朝阳,倪宇翔,黄鑫.碳纳米管粉体的液相分散方法和机制[J].中国粉体技术,2025,31(1):170-182

来源:新材料纵横

2025年下半年展会信息汇总

2025中国石墨产业高质量发展大会

时间:2025年7月16日-7月17日

地点:广东深圳

石墨作为战略性非金属矿产,因具有优异的物理化学特性,被广泛应用于冶金、化工、新能源、电子信息、航空航天等领域,是推动现代工业升级的关键基础材料。近年来,随着石墨产业链的加速发展,“内卷式”竞争已成为石墨产业转型升级的一大顽疾,其带来的低效重复、创新匮乏以及由此形成的恶性循环等问题,对产业高质量发展产生了较大影响。

为重塑市场机制,激发创新动能,拓展应用领域,破解发展难题,中国非金属矿工业协会定于7月16-17日在广东省深圳市举办“2025中国石墨产业高质量发展大会”,届时将汇聚政府、科研、企业多方力量,围绕石墨资源开发、技术创新、降本增效、应用拓展、产业协同等议题展开研讨,破除行业内卷,避免低价恶性竞争,共促石墨上下游全产业链健康高质量发展。

会议主要内容

1. 新《中华人民共和国矿产资源法》、《中华人民共和国矿产资源法实施条例(征求意见稿)》等石墨矿产资源管理相关政策解读与交流;

2. 石墨两用物项出口管制相关政策要求解读与近期动态交流;

3. 发布《加强石墨行业自律,抵制“内卷式”恶性竞争》倡议书

4. 环保监管、智能制造、绿色矿山、绿色工厂等相关产业政策解读与交流;

5. 石墨产业发展现状与发展趋势分析与研判;

6. 耐火材料、铸造材料、密封材料、润滑材料、超硬材料等石墨传统应用领域工艺转型升级与市场发展趋势;

7. 新能源材料、核工业、航空航天、芯片制造、超级电容、柔性石墨薄膜、防腐涂料、导电材料、散热材料、石墨烯等石墨新材料生产工艺技术及应用市场需求交流;

8. 石墨采矿、选矿、提纯、膨化、超细、球化、负极材料等加工工艺技术与成果交流;

9. 浮选、提纯、粉磨、球化、输送、检测等装备在石墨加工中的应用;

10. 大鳞片保护的石墨选矿工艺技术、石墨尾矿综合开发利用及高纯石墨、氟化石墨等产品生产关键加工工艺、技术、装备等瓶颈问题探讨;

11. 《石墨选矿行业全过程污染控制规范》团体标准研讨;

12. 石墨新材料展示交流、贸易洽谈;破碎、粉磨、分选、输送、提纯等设备以及分析检测仪器展示与交流。

链接:关于召开2025中国石墨产业高质量发展大会的通知

2025第二届中国(江苏)新型电力 · 新能源 · 新材料创新应用博览会

时间:2025年7月16日-7月18日

地点:南京国际博览中心(河西),南京

为贯彻落实行动方案 ,由国家新型电力(智能电网)装备集群促进组织、江苏省先进制造业集群联盟、江苏省新型电力和新能源装备集群促进组织、江苏省可再生能源行业协会主办的“2025中国(江苏)新型电力新能源新材料集群融合创新应用博览会”通过组织产品展示、技术交流、项目推介、招商引资、贸易洽谈和报告会、发布会等系列活动,搭建合作交流平台,展示新型电力与数字能源装备产业发展水平,促进企业信息沟通,推动行业技术合作,引导新型电力与数字能源装备产业持续快速健康发展。博览会将邀请国内外新型电力与数字能源装备产业链企业、科研院所、高等院校等单位参展,开展新型电力、数字能源、新设备、新材料、新成果展示及学术交流活动,组织相关科研、设计、生产、应用等单位到会参观、交流与洽谈,将博览会打造成为中国新型电力与数字能源装备产业科技创新成果、成为中国新型电力与数字能源装备产业发展成果的品牌盛会。

网址:http://www.nengyuanexpo.com/

2025年国际碳未来论坛暨第11届全国碳催化学术会议

时间:2025年7月19-23日

地点:内蒙古自治区鄂尔多斯市

国际碳未来论坛是由清华大学魏飞教授、唐军旺教授于2024年发起,旨在通过凝聚全球智慧,推动科学前沿与技术转化,促进跨学科与国际化合作。全国碳催化学术会议是由已故著名科学家苏党生研究员于2013年发起,先后在沈阳、广州、长沙、银川、太原、福州成功举办了10届。目前,该系列会议已经成为国内碳催化领域科技工作者的重要学术交流平台和智慧传递枢纽。
为进一步探讨碳催化科学和碳材料产业的最新研究进展和未来发展方向,致力于打造可持续的碳催化未来,由中国颗粒学会、清华大学、鄂尔多斯实验室、内蒙古大学化学化工学院、内蒙古大学能源材料化学研究院、中国科学院金属研究所、Carbon Future 共同主办的2025年国际碳未来论坛暨第11届全国碳催化学术会议定于2025年7月19-23日在内蒙古自治区鄂尔多斯市举办。本届会议以“更清洁的碳未来”为主题,邀请国内外知名专家和学者,聚焦碳催化、碳材料、电镜催化与先进表征、低碳催化、绿色催化等相关领域进行交流。同时,会议将为广大学子和青年学者提供成长途径,拓宽学术视野、激发科创灵感,打造互动合作和交流成长平台。此外,会议还设置了碳材料、低碳催化、可再生能源、能源存储及其先进表征相关仪器、设备、产品、软件和应用展览,欢迎相关企业和科研院所等积极报名参展。

主办单位:中国颗粒学会

清华大学

鄂尔多斯实验室

内蒙古大学化学化工学院

内蒙古大学能源材料化学研究院

中国科学院金属研究所

Carbon Future

承办单位:中国颗粒学会能源颗粒材料专业委员会

会议议程

会务联系方式

会议官网:https://cf2025-11thcarboncatalysis.csp.org.cn

2025上海国际储能及锂电池技术展览会

时间:2025年7月29日-7月31日

地点:国家会展中心(上海),上海

2025年7月29-31日在上海国家会展中心举办的CBTC2025上海国际储能及锂电池技术展览会,预计邀约1000家行业知名品牌企业到场,聚焦储能技术、新能源、 锂电池、储能集成商、氢能燃料电池、智能制造等行业热门话题为到场的业内同仁拓展视野、拓宽思路、拓深机遇,共同助力行业发展,直击储能及新能源电池及智能制造行业未来发展的产业融合重点,以更专业的视角,更权威的平台,更深层的内容,为产业布局拓展再加码,给新能源电池以及智能制造产业的未来发展指引方向。

网址:http://www.fairmice.com/tg/mszlexpo/

 第25届中国工博会新材料产业展

时间:2025年9月23-27日

地点:国家会展中心(上海)

第25届中国工博会新材料产业展将于2025年9月23日-27日在国家会展中心(上海)隆重举办。致力于引进扩大国际技术与产业合作,提升新材料产业创新应用的核心竞争能力,为政府、协会、企业等构建一个独特合作交流的平台。

官网:http://www.lfzlexpo.com/nmis

2025第十五届中国国际纳米技术产业博览会

时间:2025年9月23-27日

地点:苏州国际博览中心,苏州

中国国际纳米技术产业博览会自2010年举办首届以来,已连续在苏州工业园区成功举办14届,累计邀请150名国内外院士(其中诺奖得主3人)、150116位参展参会嘉宾、7900多家参展企业,论坛报告达2973场。目前,纳博会已成为全球第二大,国内最具权威性、影响力、规模最大的纳米技术应用产业领域国际性展会,与日本、韩国、德国、俄罗斯等建立了常态化交流机制,是企业展示、产品推广、资本合作、技术对接与交流的绝佳舞台。

CHInano 2025第十五届中国国际纳米技术产业博览会将于2025年10月22-24日在苏州国际博览中心隆重举办。期间将邀请20+国内外院士出席,召开1场主报告、10余场前沿会议、1场创新创业大赛,展览面积24000㎡,预计现场参会参展观众27000余人。

大会主题包括微纳制造(MEMS)、第三代半导体、纳米新材料、柔性印刷电子、OPV、纳米压印、纳米光电子、纳米大健康、分析检测、纳米生物与医药、纳米清洁环保、纳米技术应用等。

本届纳博会主报告将聚焦新材料与微纳制造、第三代半导体等主题,邀请能源材料、第三代半导体、微纳制造等领域的国际知名科学家、企业家介绍当代纳米技术引领的新型产业发展趋势与应用前景。大会主报告是历届纳博会的重中之重,大会主报告嘉宾的报告对全国纳米产业都具有非常重要的指导意义。

网址https://news.hqew.com/info-372584  (www.chinanosz.com)

2025上海国际高端粉体装备与科学仪器展览会

时间:2025年9月23-27日

地点:上海跨国采购会展中心,上海

IPIE上海国际高端粉体装备与科学仪器展览会(IPIE2025)将于2025年10月29-31日在上海跨国采购会展中心举办。IPIE2025是由北京粉体技术协会与柏德英思展览(上海)有限公司联合主办,并与行业资深媒体中国粉体网达成战略合作,共同打造的粉体装备与科学仪器行业应用领域的一站式商贸采购与交流平台。

作为聚焦粉体工业的高端、专业的采购对接会,IPIE2025将邀请超过200家优质展商与超2000家专业采购商进行商贸对接对接,现场预计有超10000名专业观众莅临参观。IPIE2025同期举办10+主题论坛,80多位行业专家、企业大咖现场分享,分享内容覆盖粉体工业涉及到的新能源、新材料、医药、化工、陶瓷、食品、矿业等多个垂直领域的创新发展。

本次展览会规模达12000㎡,展示范围包括粉体材料、粉体工艺及技术、粉体加工关键设备、产线配套设备及相关的科学仪器等全产业链整体解决方案。

网址http://www.ipiexpo.com/about/ipie.php

第八届北京石墨烯论坛(BGF2025)

时间:2025年10月24日至27日

地点:北京·稻香湖景酒店

本届论坛由北京市科学技术委员会、中关村科技园区管理委员会指导,北京石墨烯研究院、北京石墨烯研究院有限公司联合主办,立足国家级平台定位,聚焦石墨烯前沿技术与产业深度融合,旨在推动”政产学研金服用”协同发展,为全球新材料领域搭建高端交流合作平台。

BGF2025将紧密围绕国家战略需求,汇聚全球石墨烯及相关领域专家学者、企业家、政策研究及投融资领域专家等,共同探讨材料制备技术突破、应用场景拓展、产业生态构建等关键议题,推动创新链、产业链、资金链精准对接,共襄石墨烯产业发展大计。

当前,石墨烯产业正处于从实验室研发向规模化应用迈进的关键阶段。本届论坛设置主论坛,涵盖院士报告、前沿论坛、产业论坛等精彩内容,并设置了工业电热论坛、纳米化学人论坛、青年科学家论坛、新能源论坛、传感论坛等多个精彩子论坛,既是落实国家新材料产业发展战略的具体实践,也是推动区域新材料产业集群建设的重要举措。诚邀全球新材料领域专家学者、企业家及产业同仁共襄盛会,携手开创石墨烯产业高质量发展新格局。

 

2025年中国国际石墨烯创新大会

时间:2025年11月14日至16日

地点:中国·温州(乐清)

“中国国际石墨烯创新大会”是由中国石墨烯产业技术创新战略联盟联合欧盟、英国、马来西亚、巴西、澳大利亚等各国石墨烯权威机构共同发起的全球石墨烯行业盛会。“2025年中国国际石墨烯创新大会”将由石墨烯产业技术创新战略联盟(CGIA)和正泰集团联合主办,将于2025年11月14日至16日拟在温州市(乐清)举办。

本届大会将以“产业焕新  烯创未来”为主题,瞄准国家重大需求,全方位推进国家战略布局,保障未来新兴产业有“米”,当下新质生产力有“面”。大会将聚焦石墨烯应用市场,促进石墨烯创新成果与产业端的对接合作,推动石墨烯产业迈向高质量发展新阶段。同时,石墨烯联盟也将在大会期间联合全球相关机构在温州构建国际化的石墨烯产业交流合作平台,推动石墨烯产业链供应链的国际合作。

组委会拟联合正泰集团、国家电网、中建材、中车、比亚迪等多家500强企业,围绕电气、能源、化工、建材、车辆、农业等领域共同开设产业专题论坛;同时,开设一批特色论坛,包括青年论坛、石墨烯投资论坛、国际合作圆桌会、2025中国石墨烯产业发展座谈会等。其中,组委会拟将联合中国银行等金融机构开设石墨烯投资论坛;除此之外,还同期举行2025中国国际石墨烯材料应用博览会。届时,包含石墨烯诺奖在内的上千位来自全球石墨烯领域知名专家学者、石墨烯企业负责人、市场应用客户代表、投资机构代表等将,齐聚温州,共“碳”未来产业。

组委会联系方式:

电话:400-110-3655  13264226602

微信号:SMXLM2013、smxlm2020、CGIA-2013(添加时备注单位-姓名)

邮箱:meeting01@c-gia.cn

官方QQ群:296531551、397051421

微信公众号:石墨烯联盟

微信视频号:石墨烯联盟

网址:http://www.grapchina.cn/

持续更新中……

福建水利电力职业技术学院学生到我院开展实训

2025年6月9日至6月18日,福建水院储能材料技术专业学生38人到我院开展校外教学实训活动。

安全培训

实验室参观及安全教育

储能材料及电池检测分析技术实训

在我院实验室技术人员指导下,学生完成扫描电镜及锂电池材料制样,正极、负极微观形貌观察,储能材料理化性能测试、纽扣电池组装工艺、电池电性能测试等测试分析项目实训。

储能电池生产工艺实训

学生进入软包电池生产中试线,现场体验软包电池制备的全过程。

参观企业

带领学生走进企业,了解园区企业的相关情况,参观厂区。让学生快速明确就业方向。

 

 

晋江鞋服产业的“创新方程式”

创新,让晋江鞋服企业再次打造出“国内首款”。

今年2月,亚冬会圣火在“冰城”哈尔滨点燃。开幕式上,中国代表团成员身着安踏领奖服亮相,成为全场焦点。领奖服搭载中国首款自研高性能防水透湿材料——“安踏膜”,该科技成果由安踏联合东华大学研发而成,打破了国外防水透湿材料的技术垄断。

从小小代工厂,到比肩耐克、阿迪达斯的体育用品集团,安踏的成长路径暗合了晋江的发展路径:从1978年的1.45亿元,到2024年的3647.45亿元,县域GDP增长2500多倍,位居全国近2000个县第三。

依托“搬不走”的产业优势——全国50%的鞋服配套产量,50公里半径内全过程本地化生产的成熟生态,以及年产值超5000亿元的庞大产业集群,晋江正通过独特的“创新方程式”——“企业突围+平台赋能+飞地聚才”,加速从规模扩张向价值跃升华丽转身。

“从‘安踏膜’的突破到产业集群的升级,晋江鞋服产业用创新实践印证了‘首款即标杆’的发展逻辑。”泉州市发展和改革委员会副主任徐晞表示,这既是企业深耕技术“无人区”的成果,更是政产学研协同创新的典范。作为“晋江经验”发祥地,泉州将继续以“创新方程式”为蓝本,推动更多“泉州制造”从国内首款迈向全球首创,让传统产业在科技赋能中焕发新生机。

□融媒体记者 许雅玲 黄小玲

“把一双鞋当成一个科技产品去做”

企业突围,勇闯科技“无人区”,各种首创催生“4+3”产业集群

走进晋江安踏集团博物馆,承重超过1吨的“吨位鞋”、重量仅99克的“氢跑鞋”等创新产品令人目不暇接。“我们把一双鞋当成一个科技产品去做。过去10年,安踏集团创新相关投入累计达200亿元,申请专利超5600件,居中国体育品牌之首。”安踏集团运动科学实验室相关负责人郑志艺说。

据郑志艺介绍,作为行业首家实验室,研发团队通过大量实验,找到了不同地区、不同运动习惯的人群在脚型上的差异,读取在运动过程中缓冲力、抓地力、灵活性、柔韧度和控制性等各项数据,专业篮球运动员脚型数据库也在这里诞生。

在晋江,不少纺织鞋服产业建立起这样的创新实验室,加大研发投入,向创新要增长。“鞋服不仅仅是劳动密集型产业,更是技术特别是高新技术密集型产业。”特步集团相关负责人说,一双运动鞋从丝线、布料、鞋底到成品,有100多道工序,产业链各个环节都是技术攻坚的战场。随着企业从面料、设计、工艺、流程管理等方面持续创新,“舒适”“科技”“时尚”等元素成为运动鞋“新国货”标签,契合了国人多元化消费需求,赢得了越来越多消费者的认同。

不仅企业勇闯科技“无人区”,产业链协同创新也成为新生态。2024年,安踏牵头成立“体育用品产业创新联合体”,联合供应商、院校、研发机构等上下游协同创新。“联合体不仅要解决行业难题,更要参与制定全球标准,以中国技术、中国智慧引领全球体育用品产业创新发展。”安踏集团董事局主席丁世忠说。

晋江的创新,贯穿到各个产业链。截至目前,晋江已形成“4+3”产业集群布局:超3000亿元的鞋服产业、超1000亿元的纺织产业、超800亿元的食品和建材产业构成传统优势板块,智能装备、医疗健康、电子信息三大新兴产业则成为驱动经济新增长极的核心引擎。

这种创新氛围,也源自泉州的创新土壤。2024年,泉州规上企业研发经费投入增幅居全省之首;全省新增四批省级专精特新中小企业780家,泉州占近四成;全市新增九批创新型中小企业431家、累计1359家,泉州继续位居全省第一。

“最强大脑”驱动企业“最强动能”

大院大所,覆盖所有主导产业,形成“人才+基金+赛事+孵化+专业运营”闭环服务生态

走进晋江市三创园,绿树掩映间,一座环形建筑格外醒目。阳光明媚时,透过玻璃外墙能清晰看见科研人员忙碌的身影。这里是晋江发力21世纪“新材料之王”赛道的重要载体——福建海峡石墨烯产业技术研究院。

2016年5月,晋江率先成立福建海峡石墨烯产业技术研究院布局石墨烯产业;2022年1月,引进北京石墨烯技术研究院对其运营管理,高位嫁接北京院科研资源。目前,研究院已落地2个研究中心、8个共建实验室,26名研发人员为传统产业、传统材料的升级注入创新基因。

在泉州市星达鞋服材料有限公司与研究院联合创办的实验室里,福建海峡石墨烯产业技术研究院院长罗圭纳拿起一块碳纤维碳板向记者介绍,该碳板弯曲力比传统碳板提升一倍以上,弯曲强度也增加近一半。“我们与星达一起,将石墨烯的相关技术配方和制造工艺产业化,极大地提升了产品的耐折度和弹性,同时降低了重量,较好满足了当前专业竞技碳板跑鞋、篮球鞋的轻量化需求。”据悉,从运动鞋底到医疗护具,从智能纺织品到环保滤膜,依靠“最强大脑”,石墨烯已经在晋江民企的手中幻化出万千形态。

引进大院大所,基于企业和产业发展的局限,着力解决科技创新资源匮乏、创新能力薄弱等短板问题。晋江已落地运营港理大晋江技术创新研究院、同济大学技术转移中心晋江分中心等13家高水平科研平台,实现主导产业科研平台全覆盖,累计服务企业5500多家、实施产学研合作项目超1000项、解决企业技术难题771项,构建完善了“人才+基金+赛事+孵化+专业运营”闭环服务生态,横向技术服务收入超过3.39亿元。

在更广的范围,泉州已经引进共建30家大院大所,承担了泉州产业关键共性技术、重大创新产品的研发攻关任务,为延链、补链、强链注入“动能”,为培育发展新质生产力提供了高能引擎,在研发创新、人才培养、服务企业、成果转化等方面扮演着重要角色。

异地孵化链动全球智慧

到资源富集地分一杯羹,以“飞地经济”破解在地创新要素有限的困局

对于“创新中心”,人们并不陌生,但对于“离岸创新中心”,或许会思考——这是什么?去年以来,晋江在创新资源富集的武汉、深圳、西安设立3处“人才科创飞地”,以“飞地经济”破解本地创新要素有限的困局,打造“科技研发同步推进、成果转化在晋江”的招才引智网络,加速科技成果向现实生产力转化。

“我们中心已累计对接项目超100个,成功落地企业9家,开展多项产学研技术开发合作。”据晋江(武汉)离岸创新中心相关负责人介绍,该中心入孵企业——晋江市达业达欣时代智能科技有限公司推出的新一代微脑系统搬运机器人,通过人工智能加持,极大降低了对操作人员的技能要求,普通工人可轻松上手操作,显著提升工作效率和安全性,目前已完成数十万元的订单。

“在实际应用中,其作业效率较人工操作提升超40%,有效缩短运输周期。同时,依托传感器与智能监控系统,实时规避碰撞、侧翻等安全隐患。”公司相关负责人说,该机器人已与晋江华阳鞋厂达成市场化合作,进入华阳鞋厂稳定运行。

针对色彩行业因肉眼、经验及显示色差误差导致货不对版、打样效率低下等问题,该中心入孵企业——凯布瑞色彩(晋江)科技有限公司研发了颜色测量装备和色彩大数据系统。“该系统通过收集并分析大量色彩数据,可以为客户提供定制化的色彩解决方案。”公司负责人干德超说,最近公司正与361度进行深度技术交流,共同探讨色彩管理智能化解决方案在鞋服研发生产中的落地路径。

“凯布瑞的技术方案精准契合鞋服产业从‘经验驱动’向‘数据驱动’转型的需求,尤其在缩短新品研发周期、降低返工成本方面具有显著价值,后续将推动进一步的场景化测试与商务洽谈。”361度相关负责人说。

除了晋江(武汉)离岸创新中心,晋江另外两处科创飞地——晋江市湾区创新创意创造中心充分发挥深圳市龙华区现代时尚产业、设计产业的策源能力,打造晋江—龙华“研发设计、中试熟化、规模生产”的双向飞地模式;晋江(西安)离岸创新中心与西安电子科技大学深度绑定,通过签约共建半导体产业人才科创基地,打造产学研合作、人才联合培养、顾问服务等全方面深入合作的专业赛道飞地模式。

通过飞地经济,晋江的县域发展,不仅在自身腹地,更是拓展至大城市,打造出特色协同的发展模式。

当安踏的“安踏膜”打破国际垄断,当石墨烯研究院的碳板技术引领轻量化革命,当千里之外的“科创飞地”持续为本土智造注入活力,我们看到的不再仅仅是鞋服的进化,更是一个区域产业生态的重塑与跃迁。以原创性、颠覆性科技为笔,在5000亿元产值的坚实基座上,晋江鞋服产业集群正奋力求解高质量发展的“创新方程式”,为中国传统产业向“新质生产力”转型,提供了一个颇具说服力的“晋江样本”。

来源:泉州网

618检测优惠活动

对象:永清石墨烯研究院检测中心新老客户

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正泰携全链数智创新成果亮相SNEC 2025,锚定绿色能源战略新航向

6月11日,全球瞩目的清洁能源盛会——SNEC PV+第十八届(2025)国际太阳能光伏与智慧能源(上海)大会暨展览会在上海国家会展中心隆重举行。正泰携全产业链新能源解决方案亮相,重点展示了光伏地面电站、海上风电,户用光伏,光储充一体化等新能源系统解决方案及E系列新能源专用产品,覆盖新型电力系统”发-储-输-变-配-用”全场景,持续助推新能源领域的技术革新,与全球伙伴共创绿色能源未来。

汇聚全产业链创新之力,以新型能源生态建设助力中国新能源产业健康可持续发展。作为全球知名的智慧能源解决方案提供商,正泰连续多年亮相SNEC展,与往年相比,“业态更多元、场景更丰富、应用更广泛”成为本次展示方案的突出特点,展台前人潮涌动,场面火爆。

正泰新能源全场景一体化解决方案,以智能化管控和高效运行为核心,为客户提供高度集成、智能管控、低碳环保的绿色电力系统,显著提升能源转换效率,降低运维成本,增强系统稳定性,推动新能源行业向数字化、智能化、低碳化方向高质量发展。

正泰光伏电站解决方案:集中式方案以”低成本、高密度”优化大型电站效益,组串式方案凭借”高灵活、低损耗”适配复杂场景。两大技术路线协同发力,为各类地形场景提供定制化绿色能源方案,全面提升发电效率与土地复合价值,为”双碳”目标提供多元化技术支撑。

正泰光储充一体化解决方案采用HPLC+蓝牙双模通信技术,结合多能互补构建智能微电网系统,实现源网荷储的协同优化。通过整合可再生能源为主的分布式电源、智能电网、用电负荷的聚合管理及储能系统应用,实现综合节能目标,推动零碳园区的建设和发展。

正泰E系列产品专为新能源严苛环境设计,通过了-40~70°极寒和高温考验,超2万次使用寿命,兼容高压系统,A型/B型/AC型多种漏电保护,产品可提供上/下自由进线,实现模块化快捷安装。为光伏发电、风力发电、新型储能、充电站等关键领域,提供强大而可靠的技术与解决方案,为电网安全稳定运行保驾护航。

以材料创新赋能产业发展,历经十余年孵化,正泰已形成石墨烯“一新三泰”产业化能力,创新性地将石墨烯复合材料触点与先进镀层技术应用于终端产品、工控设备、框架及塑壳产品系列,显著提升产品使用寿命、导电性能和耐腐蚀性。目前相关技术已规模化应用于新能源发电、输配电及终端设备全链条,并获金风科技、远景等头部企业验证,为行业提供更可靠、高效的电气解决方案。

正泰携全链数智创新成果亮相SNEC 2025,锚定绿色能源战略新航向

此外,正泰还在现场发布了“绿电智核”正泰“好房子”共创美好生活的全链条绿色生态体系。该系统以绿能智电融合一体化解决方案为基础,将低碳解决方案与建筑设计理念深度融合,实现节能减排与经济效益双赢,持续推动建筑与能源共生,人与环境共生,社区与电网共生的“好房子”生态。

在本次SNEC 2025国际光伏展的舞台上,正泰向国际能源市场递交了绿色发展的新答卷,以全产业链布局和持续技术创新为核心,展现”技术-产品-方案-应用”全链条实力。未来,正泰将持续携手全球伙伴共同推进碳中和进程,以更智能、更高效、更环保的能源科技,点亮可持续发展之路。

石墨烯:产业重心逐渐从“技术驱动”转向“应用牵引”

阅读提示:

科幻电影《流浪地球2》中的太空电梯,曾给观众带来极大视觉冲击,其关键材料,就是当今科学界功能性最强的新材料之一——石墨烯。

石墨烯,由单一的碳元素组成,具有良好的导电、渗透性能,能够支撑数百万倍自身重量的负载,在当今的主流科幻作品中经常作为“幕后技术顾问”,为故事中一个个令人惊奇的科幻设定提供强大的“现实基础”。

我国石墨烯产业经过十余年的发展,已从初期的技术导入阶段迈入产业优化整合的新阶段。随着制备技术的成熟和应用场景的拓展,产业重心逐渐从“技术驱动”转向“应用牵引”。未来3至5年,石墨烯产业有望形成“以应用拉动产业”的发展格局。相关企业应坚定主攻方向,专注于关键技术的突破和高附加值产品的开发,避免盲目扩张和低水平重复建设。同时,加强与高校、科研院所的合作,提升研发能力和创新水平,推动石墨烯在电子信息、新能源、航空航天等领域的应用。此外,积极参与国际标准的制定和认证,拓展海外市场,提升国际竞争力。通过不断的技术创新和市场拓展,石墨烯有望在未来的高科技产业中发挥更大的作用。

本版文字除署名外由 中石化(上海)石油化工研究院有限公司 孙 赛 蒋建忠 董文芊 提供

从基础研究到产业化应用快速发展

石墨烯作为一种具有优异性能的新材料,自2004年被发现以来,经历了从基础研究到产业化应用的快速发展过程。

在国际上,石墨烯的研究和应用取得了显著进展。例如,欧洲启动了“石墨烯旗舰计划”,投资10亿欧元用于石墨烯的研究和商业化应用;美国则通过国家纳米技术计划(NNI)支持石墨烯的研究。

在国内,2024年1月,中国五矿王炯辉研究员牵头的团队在天然石墨球化领域取得重大突破,发现了鳞片石墨碰撞嵌合为主的球形石墨生成机理,首次提出影响石墨球化生成的关键因素,为天然石墨球化理论的研究作出了重要贡献。

我国高度重视石墨烯产业的发展,出台了一系列政策支持其技术研发和产业化。2012年,工信部发布《新材料产业“十二五”发展规划》,首次明确提出支持石墨烯新材料发展;2015年,《中国制造2025》将石墨烯列为重点发展的战略前沿材料;2019年,工信部发布的《重点新材料首批次应用示范指导目录(2019年版)》中,累计9种石墨烯材料入选。各地政府也积极推动石墨烯产业的发展,如北京市在2024年11月发布了《北京市石墨烯产业发展实施方案(2024-2027年)》,旨在引领全国石墨烯技术创新和产业发展,加快形成未来材料产业新质生产力。

在国家及地方政策的有力支持下,石墨烯在多个前沿领域的应用不断拓展,未来有望在推动新材料产业升级和高科技产业发展中发挥更加重要的作用。

制备技术多样且已初具产业规模

石墨烯的制备技术多样,主要包括机械剥离、化学氧化还原、化学气相沉积(CVD)和物理法液相剥离等。机械剥离法可获得高质量的单层石墨烯,但产量低、成本高,难以实现规模化生产;化学氧化还原法通过氧化石墨生成氧化石墨烯,再还原为石墨烯,工艺简便、成本较低,但产物中常含有缺陷,影响其电学性能;CVD法可在金属基底上生长大面积高质量石墨烯,适用于电子器件制造,但设备投资大、工艺复杂;物理法液相剥离利用超声波或剪切力将石墨剥离成石墨烯,具有成本低、工艺简单、易于规模化等优点,适合大批量生产。

液相剥离技术的原理是通过超声波或高剪切力将石墨层间的范德华力破坏,使其剥离成单层或少层石墨烯。该方法操作条件温和,无须高温高压,设备简单,适合大规模生产。然而,传统的超声波辅助液相剥离存在能耗高、产率低的问题。为提高效率,研究者开发了高剪切混合、微流体化等新型剥离技术,并通过优化溶剂体系、引入表面活性剂等手段,提升石墨烯的剥离效率和稳定性。此外,功能化处理也有助于改善石墨烯的分散性和应用性能。

全球石墨烯产业链可分为上游、中游和下游三个环节。上游主要包括石墨原料的开采和供应;中游涉及石墨烯的制备和功能化处理;下游则涵盖电子、能源、复合材料、生物医疗等应用领域。在国际市场上,中国、美国、韩国、英国等国家在石墨烯产业中占据重要地位。例如,英国的Paragraf公司专注于高质量石墨烯晶圆的生产,推动其在半导体和生物传感器领域的应用;俄罗斯的OCSiAl公司是全球最大的石墨烯纳米管制造商,拥有工业规模的合成技术,产品广泛应用于电池、涂料等领域;英国的Levidian Nanosystems公司利用生物气体废弃物生产高质量石墨烯,实现了资源的高效利用。

我国的石墨烯产业发展迅速,已初具规模,形成了常州、宁波等产业聚集区。常州的二维碳素、宁波的墨睿科技等企业在石墨烯制备和应用方面具有较强的竞争力。此外,产业联盟和技术平台的建立也促进了资源整合和技术创新。然而,我国石墨烯产业仍面临标准不统一、下游应用渗透率低等挑战。为解决这些问题,需要加强标准体系建设,推动高质量产品的研发,拓展下游应用市场,提升整体产业竞争力。

石墨烯未来在多个关键领域应用前景广阔

石墨烯因其优异的物理化学性能,在多个关键应用领域展现出广阔的前景。

在防腐涂料与复合材料领域,石墨烯的高比表面积和优异的阻隔性能使其成为理想的添加剂。研究表明,石墨烯基防腐涂料在海洋、桥梁、石化等工业防腐场景中表现出色,其使用寿命可比传统涂料延长一倍以上。液相剥离法制备的石墨烯具有良好的分散性和与涂料的相容性,能够在涂层中形成致密的屏障层,显著提高防腐性能。市场方面,石墨烯防腐涂料的需求正在快速增长,预计未来几年将保持高速增长态势。国内企业,如中石化(上海)石油化工研究院、新成石墨等正在积极布局,扩大产能,以满足市场需求。

在柔性电子与传感器领域,石墨烯的高导电性、柔韧性和透明性使其成为柔性显示、智能穿戴和印刷电子等应用的理想材料。石墨烯油墨可用于制备柔性电极和导电线路,满足高性能柔性电子器件的需求。液相剥离法制备的石墨烯在柔性电子器件的成膜和图案化方面具有优势,能够实现大面积、低成本制备。随着柔性电子市场的快速发展,石墨烯在该领域的应用前景广阔。

在新能源方向,石墨烯在锂离子电池和超级电容器中具有重要应用。石墨烯可用于锂离子电池的负极材料、导电剂和隔膜涂层等环节,提升电池的倍率性能、循环寿命和能量密度。此外,石墨烯与硅碳、固态电池的复合也成为研究热点,有望突破现有技术瓶颈,进一步提升电池性能。随着电动汽车和储能市场的快速增长,石墨烯在新能源领域的应用将持续扩大。

在热管理与散热材料方面,石墨烯的高导热性使其成为电子产品和汽车等领域的理想散热材料。石墨烯导热膜和填料可用于提高器件的热导率、降低热阻、提升散热效率。散热涂料的设计思路主要是利用石墨烯的高导热性和良好的分散性,形成高效的热传导通道。然而,石墨烯在实际应用中仍面临工艺挑战和材料稳定性问题,需要进一步优化制备工艺和材料性能。

石墨烯在多个关键应用领域展现出广阔的前景。随着制备技术的不断进步和产业链的逐步完善,石墨烯的应用将进一步拓展,推动相关产业的升级和发展。

构建石墨烯领域竞争优势的对策建议

目前,我国石墨烯产业正处于从实验室研究向商业化应用转型的关键阶段。企业在技术路径选择、产品开发、产业协同及未来战略等方面的决策,将直接影响其在全球新材料竞争格局中的地位。

在技术路径选择方面,液相剥离法因成本低、工艺简单、易于规模化等优势,成为许多企业的首选。为提高效率,企业需在原料选择、剥离工艺、分散与稳定控制等方面持续优化。此外,构建技术壁垒也是企业提升竞争力的关键。通过专利布局、设备自主化、工艺标准化等措施,企业可以在技术上形成独特优势。产品形态的升级也是技术深化的重要方向,从粉体向浆料、预分散液、功能母液等高附加值产品转变,有助于拓展应用领域,提升产品附加值。

在产品开发方面,企业应以应用场景为导向,深耕某一细分市场,形成应用闭环。例如,在防腐涂料领域,石墨烯企业通过与终端客户共研产品,定制功能化解决方案,可以更好地满足市场需求。此外,从“卖材料”到“卖体系”的商业模式升级,也是企业提升竞争力的重要途径。通过提供整体解决方案,企业可以增强客户黏性,提升品牌价值。

在产业协同方面,企业应加强与高校、科研院所的合作,增加研发深度。通过共建联合实验室或中试平台,企业可以加快技术转化,增强创新能力。此外,与涂料、电子、能源等企业的合作,有助于拓展应用领域,实现产业融合。拓展海外客户资源,参与国际标准与认证,也是企业提升国际竞争力的重要手段。通过与全球领先企业的合作,企业可以借鉴先进经验,提升自身水平。

此外,企业在技术方面,应更加注重工艺降本、批次稳定性、绿色制备等方面的优化;在市场层面,应关注政策动向,积极参与应用示范工程;在管理层面,应打造核心产品,坚持长期主义,强化品牌建设。

中国石化在行动

上海院:成功开发多款石墨烯重防腐涂料

本报讯 面对石化行业日益严峻的腐蚀挑战,高性能环保型重防腐材料成为关键技术方向。上海院自2019年起开展高品质粉体石墨烯制备研究,2021年起聚焦石墨烯在防腐涂料中的工业应用,围绕分散性、界面相容性等难点持续攻关,形成自主改性分散与涂装技术。近年来成功开发出5款石墨烯重防腐涂料,产品附着力大于等于16兆帕,盐雾试验大于2000小时,耐压达70兆帕,同时具备优异的耐酸碱、原油、硫化氢等介质腐蚀能力,适用于高盐高湿、昼夜温差大等环境。

2025年,该产品在销售华东陈山油库实现首次规模化工业应用。该油库地处沿海,环境具有代表性,对材料防护性能要求极高。此次成功应用标志着石墨烯防腐技术实现实用化突破,相关产品已通过C5等级重防腐认证,入选中国石化化工新材料十大产品及技术攻关清单。(孙 赛 蒋建忠 董文芊)

销售华东:加快石墨烯重防腐涂料推广应用

本报讯 销售华东陈山油库地处沿海,在强紫外线、高盐、高湿的腐蚀环境中,储罐使用寿命与安全性能受到严重影响。以往,防腐材料主要以环氧富锌为主,易出现剥落粉化现象。为解决这一难题,销售华东引进由上海院自主研发的石墨烯重防腐涂料。

石墨烯重防腐涂料可为金属提供长期保护作用,具备优异的抗高压、抗腐蚀气体腐蚀能力,同等条件下,其抗盐雾腐蚀性能提升95%,同时附着力强、韧性高。

销售华东全力保障现场组织,紧盯过程管控,在项目施工过程中严格执行高标准质量控制,稳步推进标准化工地建设,于4月完成陈山油库12号罐防腐试验,现场施工面积约5300平方米。经现场施工测算,石墨烯涂料涂布率较过往涂料提升64%,减少了防腐涂料总用量。同时,石墨烯涂料预计保护期限逾十年,大幅节省了维护成本,降低了安全风险。当前,销售华东正逐步加快石墨烯重防腐涂料在油库码头输油臂、栈桥管线等关键部位的推广应用。(沈益萍 徐 亮)

SEG洛阳技术研发中心:全流程技术支持石墨烯涂层应用

本报讯 近日,SEG洛阳技术研发中心联合上海院,针对不同应用场景开发石墨烯涂层配套体系及施工工艺技术,并在销售华东陈山油库成功实现全流程标准化施工,填补了相关技术空白。

该中心项目团队基于不同地域石化企业大气腐蚀环境特点,结合耐盐雾、耐人工老化、耐酸及耐碱等实验室模拟加速实验研究,通过考察比对喷砂参数、稀释剂用量、涂装方式、粗糙度等因素对涂层质量的影响规律,明确了施工过程的关键参数,形成了针对石墨烯重防腐涂料的施工工艺。为解决涂层维护过程中存在的“过修”“欠修”问题,他们开发了涵盖新建和维修场景的系列石墨烯涂层配套体系及施工技术规范,为现场高质量施工提供了坚实可靠的技术支撑。在陈山油库现场施工过程中,他们还协同业主和施工单位,开展粗糙度、施工环境、涂敷质量等关键参数实时检测和技术指导,为项目顺利实施提供全流程技术支持。项目质量测评结果表明,涂层附着力在8兆帕以上、干膜厚度合格率达100%。

下一步,该中心将聚焦苛刻腐蚀环境、沿海码头及酸性水罐等场景进一步开展技术攻关,为石墨烯重防腐涂料的推广应用提供技术支撑。(王 娅 李晓炜)

来源:中国石化报