今天,在北方某高速公路沿线沟渠里,一段1.3公里长的消防管道正在穿上“保暖内衣”。有了它,管道内的水温可以常年保持在4℃以上,再也不用担心冬天冻成冰疙瘩撑破“肚皮”。
“这套‘保暖内衣’就是我们自主研发的石墨烯玻璃钢。”宁波赛弥烯科技有限公司副总经理郑向东透露,这是石墨烯玻璃钢在消防管道防冻领域的全国首个示范应用工程。
王嘉豪展示石墨烯玻璃钢。图片均为沈孙晖、张超梁摄
其实,石墨烯玻璃钢的原料不是“钢”,而是一块“布”。
“这块纤维布看似平平无奇,但布上‘黑乎乎’那层,就是我们‘种’出来的石墨烯。”郑向东展示了一块石墨烯纤维布。
要让一块普通的纤维布“长出”石墨烯,并不容易。
传统的石墨烯制备方法,需要在真空设备里通入甲烷等气体,高温裂解后让碳原子沉积在铜等金属表面,再剥离转移到目标材料上。这法子成本高、工艺复杂,很难大规模推广。
“我们原创了一套‘扫描电磁感应(SEMI)’制备方法,无需真空环境,可直接在纤维布、玻璃、陶瓷等常见材料表面‘种’石墨烯。”企业研发总监王嘉豪以石墨烯纤维布为例——
在布的表面提前做预处理(“种”石墨烯前驱体),利用电磁感应加热,在零点几秒甚至几微秒内,让温度骤升到上千摄氏度,碳原子被打散后,重新排列组合生成石墨烯。
石墨烯纤维布。
这项技术有多牛?
权威科技查新报告显示,赛弥烯科技的SEMI方法及配套中试设备,在国际上具有原始创新性,技术水平属于国际领先。
石墨烯纤维布有多牛?
真空封装下可耐1000℃高温,又兼具柔软、易加工特性,可为航空航天、新能源、大型基建等领域,提供低碳节能定制化材料解决方案。
比如,把石墨烯纤维布与树脂复合,就得到了石墨烯玻璃钢。
与高速公路消防管道采用的传统伴热带加热方式相比,石墨烯玻璃钢的优势可谓“全方位碾压”——
环境耐候性极强,即便在零下40℃极端低温环境中,仍能保持优异的牢固性与防冻性能;
能耗降低40%以上,使用寿命超过15年;
使用非常安全,整个表面均匀加热,即便某个点有破损,其他部位照常发热,不像伴热带,“伤”一点,就会全线失效……
工作人员展示石墨烯玻璃钢。
性能优势摆在那儿,应用场景自然“天地广阔”。
去年7月,赛弥烯科技和中车集团达成合作,针对北方地区冬季低温环境,量身定制石墨烯玻璃钢发热片,精准匹配电压、安装尺寸等专属需求,应用于高铁支架等易结冰区域,用“科技魔法”打败“自然魔法”。
“研发团队花了几个月,在零下30℃的实验室模拟环境中,不断调整测试产品参数和性能。”王嘉豪表示,目前定制化产品已达到中车集团防水、耐冲击等30项严苛验收指标。
石墨烯玻璃钢复合铁路钢轨。
中国国际石墨烯材料应用博览会金奖、第五届“科创中国”科技创新创效大赛优秀团队奖、第十四届中国创新创业大赛河北赛区一等奖……在国家石墨烯创新中心培育孵化下,赛弥烯科技的创新成果,已获得诸多认可。
从一块普通纤维布,到一片石墨烯“防冻铠甲”,再到飞驰的高铁、绵长的高速公路——赛弥烯科技正聚焦行业痛点,用自己独创的“种植术”,在新材料领域扎下了根。
编辑:季海鹰 审核:龚一鸣 梅子满
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