链接科技与美好生活 | 高烯康护纤维4.0时代来了

    轻得像空气,却又硬得像钢铁,它就是被誉为“新材料之王”的石墨烯。作为一种具有颠覆性、革命性的新材料,从合成和证实存在到如今只有短短十几年的时间,但石墨烯凭借优异的力学、电学、热学、光学等性能及其潜在的应用价值和应用前景,已成为相关科研院所和企业展开研究,并推进产业化应用的热点。未来该如何面向应用需求,把握好石墨烯给美好生活带来的改变?

 

 

 

    2021年6月6日(第三届国际石墨烯日),由石墨烯多功能复合纤维共同体研究院、杭州高烯科技有限公司(简称高烯科技)主办的“康护4.0:单层石墨烯开创新生活”主题发布会于杭州良渚工业设计小镇举行。

 

 

    时光回溯到2019年,经高超教授提议,石墨烯联盟与高烯科技等百余家石墨烯产学研单位,联合倡议将6月6日设立为“国际石墨烯日(International Graphene Day)”。两年来,联盟一直在践行首个国际石墨烯日的宣言:做石墨烯科技的倡导者、标准的践行者、产业的融合者、伟业的奋斗者,联合国内石墨烯产学研力量,举办各类活动、搭建多元平台、推进行业交流融合。

 

    作为第三届国际石墨烯日的重磅活动,本次发布以单层石墨烯为主题,以线下会场+线上直播形式进行,现场多名院士、高校及科研院所专家、行业龙头企业代表组成的石墨烯多功能复合纤维共同体研究院会同纺织产业链各界人士共议单层石墨烯多功能复合纤维的开局与创盈之路。

 

 

 

    中国化学纤维工业协会会长陈新伟、副总工程师李德利,中国石墨烯产业技术创新战略联盟秘书长李义春,杭州市经济和信息化局党组成员、二级巡视员杨荣欣,杭州市经济和信息化局材料产业处处长陈丽华,余杭区委常委、常务副区长梅建胜,良渚新城党工委副书记、良渚新城管委会主任吴宏伟,清华大学美术学院教授、中国工业设计协会专家工作委员会秘书长蒋红斌,厦门大学石墨烯工程与产业研究院常务副院长、嘉庚创新实验室常务副主任周涵韬,东华大学材料科学与工程学院教授陈龙,北京服装学院材料设计与工程学院教授王阳,浙江大学教授、高烯科技首席科学家高超,高烯科技总经理汪洋,以及华阳新材料科技集团有限公司、浙江桐昆新材料研究院有限公司、恒申集团、利郎(中国)有限公司、江苏垶恒复合材料有限公司等企业代表,共计300多位嘉宾参加会议。

 

始于健康 服务于美好生活

 

    在新材料强国战略、全民健康战略、新兴消费群体兴起等大背景下,人们对“衣”的要求不断朝着舒适、美观、保健防护以及智能等更高要求和更高品质发展;人们对于居住环境的清洁、安全和环保要求亦与日俱增。特别是疫情常态化后,人们对健康保健的意识更加强烈更为迫切,也使石墨烯在大健康及医疗卫生领域展示了广阔的应用前景,带来了新的市场需求。

 

▲梅建胜

 

    杭州市余杭区委常委、常务副区长梅建胜在致辞时指出,石墨烯是战略新兴材料,而健康是一切事业的起点,也是幸福生活的最高指标。第三届国际石墨烯日以康护为主题,把石墨烯与健康融合在一起,打造黑科技健康产品,符合当下社会发展需求。他特别提到,高烯科技拥有全链条的自主知识产权,掌握多项核心技术,成立短短几年,就成长为国家高新技术企业,是余杭区新材料领域的明星企业。

 

    高烯科技取得的这些成绩得益于杭州市及余杭区的政策支持及良好的产业环境。梅建胜表示,余杭历来高度重视科技创新产业发展,持续增强科技创新能力,努力构建现代产业体系,全力打造人才创新高地,不断壮大科技创新力量。我们将始终把科技创新作为余杭区的战略重点,坚定不移走人才引领、创新驱动发展之路;我们将全力支持新材料产业发展,做好服务配套,营造优质生态,诚邀更多石墨烯相关企业落户余杭。

 

▲杨荣欣

 

    杭州市经济和信息化局党组成员、二级巡视员杨荣欣表示,石墨烯也是杭州市重点支持发展的产业。在“十四五”期间,杭州市将坚持科技自立自强,全面塑造创新驱动发展新优势,完善以企业为主体的技术创新体系,发挥大企业和企业家在创新中的引领支撑作用,支持龙头企业牵头组建创新联合体和共性技术平台,打造更多技术创新服务综合体,加快形成创新链、产业链协同融合的产业技术创新体系,集中突破“卡脖子”关键技术。努力打造面向世界、引领未来、服务全国、带动全省的创新策源地,打造新材料科创高地。他亦高度评价高烯科技作为国家高新技术企业、杭州市领军型创新团队,积极联合上下游,融合产业链资源,为推动石墨烯纤维产业链的创新和发展,助力我国走向纤维强国、材料强国所做出的努力和贡献。

 

▲李义春

 

    中国石墨烯产业技术创新战略联盟秘书长李义春在致辞时提到,现阶段是石墨烯产业从基础研究迈向应用端的关键时期,为树立模范标杆,用榜样引领行业健康发展,石墨烯联盟将评选石墨烯“奥斯卡”奖,在今年10月揭晓奖项结果,评选出石墨烯行业的领军人物和单位,即日起在全球范围内评选“奥斯卡”奖评审组委会成员。通过国际性大奖的公平性、权威性,可推动全球石墨烯产业的发展,而奖项在中国颁发,在一定程度上体现了我国科技创新的软实力。

 

面向应用,启动康护纤维4.0时代

 

    基于石墨烯的优异性能,目前很多国家纷纷从战略层面对石墨烯进行了部署,高度重视石墨烯产业发展,进行系统布局,投入大量资金对石墨烯行业进行支持,以期在新一轮的竞争中抢占石墨烯产业发展的制高点。我国是石墨资源大国,也是石墨烯研究和应用开发最活跃的国家之一。2017年国家发改委公布《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录》,将石墨烯等新材料纳入其中。当前我国石墨烯基础研究队伍和产业化队伍在国际上应该说也是规模最大的,三分之二的专利来自中国。从2011年开始,我国石墨烯研发始终处于全球领先地位。

 

    但石墨烯低成本规模化制备技术、下游应用技术、绿色制备技术等方面仍存在技术瓶颈;石墨烯材料缺乏统一的标准,产品混杂,质量参差不齐;下游应用企业参与度偏低;下游具体应用产品、检测标准、使用标准等方面仍是空白,石墨烯应用产品特别是为人们美好生活赋能的石墨烯改性纤维产品是否更具有竞争力还有待市场、消费者的进一步检验。

 

    作为战略性新兴产业的重要组成部分,我国纤维产业正面临转型升级,纤维及其制品未来将如何发展?在今年春夏纱线展上,高超教授提出了康护纤维4.0的概念。他认为自带多重康护功能的石墨烯复合纤维,将成为继天然纤维、普通化纤、功能纤维之后的第4代纤维的代表之一,有望成为纤维产业创新破局的利器,带领纤维产业进入新时代。

 

 

 

    会上,与会领导、专家和部分企业嘉宾共同开启康护纤维4.0时代。为了规范市场,促使行业健康发展,下一步高烯科技将联合中国化纤协会,就共同推动石墨烯多功能复合纤维标识设计,引导行业通过建立相关检测、规范使用机制,促进产业健康、有序发展等相关工作展开合作。

 

▲李德利

 

    此前,杭州高烯科技有限公司委托中国化学纤维工业协会开展单层氧化石墨烯产品的验证和测试,为保证测试结果的科学性和可信度,中国化纤协会安排专人对测试样品取样、封存,并送国际权威检测机构测试。活动现场,中国化纤协会副总工程师李德利公布了检测结果:通过AFM方法测试验证高烯科技的单层氧化石墨烯厚度为1.1nm,与单层氧化石墨烯理论值相符。

 

▲高超

 

    “石陶铜铁尽风流,信息时代硅独秀。量子纪元孰占优,一片石墨立潮头。”浙江大学教授、高烯科技首席科学家高超在主题演讲中用一首“烯望”表明石墨烯是人类历史的选择,将在未来社会发展中占据主导地位。高超通过剖析高品质石墨烯如何制备、分散、组装,从原料、加工、材料三个方面深入浅出地解读单层氧化石墨烯的优势,并介绍了石墨烯产业化伴生、共生、创生的“三生模型”的终端应用过程。“衣住用行玩、智芯能电感 、星空天地海、烯用疆无边”,高超展望了未来石墨烯上天入地的广泛应用,呼吁大家一起用石墨烯改变世界。

 

 

    回首十多年来的发展历程,高烯科技突破了层层技术障碍,特别是解决了多项关键技术难题,已经建成了单层氧化石墨烯自动化生产线,目前形成了年产10吨级的生产规模;在单层率达99%的石墨烯原料稳定量产的基础上,高烯科技进一步突破了石墨烯多功能复合纤维的核心量产技术,开发出石墨烯锦纶、涤纶、氨纶、粘胶纤维和莫代尔等多系列功能性复合纤维,并已成功开发出石墨烯“1+3型”产业链技术和产品:即以单层氧化石墨烯为核心原料,开发出石墨烯多功能复合纤维、石墨烯电热膜、石墨烯散热膜3种材料及石墨烯康护纺织品、石墨烯发热毯等终端应用产品。

 

 

 

    是的,石墨烯做出来是重要一步,但怎么把它用出去更为重要。正是得益于国家对科创型企业的支持,得益于我国拥有相对完整的制造业产业链,高烯科技在国内特别是长三角地区找到了大量敢于用其石墨烯及销售其石墨烯的企业,让他们的单层石墨烯能够尽其所用,用到了最能发挥其功能的纤维及其制品中。会上,高烯科技总经理汪洋为义乌市盈云科技有限公司、福建省天鑫高科新材料有限公司、浙江烯禾纺织科技有限公司、嘉兴乾惕纺织品有限公司、东纺科技(绍兴)有限公司5家石墨烯多功能复合纤维经销商颁发证书。各经销商纷纷表示,未来将群策群力,与高烯一起推动石墨烯在纺织行业的应用,建立良性循环、多方共赢的石墨烯产业链新生态。

 

立足产业链,链接科技与美好生活之桥

 

 

    高烯科技打开了石墨烯康护纤维4.0的新局面,下一步,产业链将如何发展共赢?浙江大学教授、高烯科技首席科学家高超,中国石墨烯产业技术创新战略联盟秘书长李义春,清华大学美术学院教授、中国工业设计协会专家工作委员会秘书长蒋红斌,东华大学材料科学与工程学院教授陈龙,北京服装学院材料设计与工程学院教授王阳,围绕单层石墨烯多功能康护纤维4.0的开局与创盈展开探讨。

 

    高品质石墨烯原料才能开发出高品质产品,故其有着较高的技术壁垒和行业要求。李义春认为, “十四五”时期,从材料到产品,石墨烯产业链将进入高质量发展阶段,这不仅要求建立起从源头、认证、溯源的原料高品质,下游合作企业也要加强科技创新,从容易入手的纺织领域多下功夫,开发出高品质满足人们需求的终端产品。

 

    高烯科技提出“康护4.0”概念的初心是希望通过顶层设计引领纺织行业在新起点上融入新思考,在疫情常态化下,高烯科技第四代康护纤维的推出可谓恰逢其时。高超表示,高烯科技的单层氧化石墨烯原料来自于天然石墨矿,由高烯自主研发,掌握国际首创技术,拥有目前全球唯一产业化生产线,原料稳定、可控可靠。未来还需产业链上下游团结一致,共同推动石墨烯行业发展。

 

    对于未来石墨烯改性复合纤维如何发展,陈龙建议从四方面入手:一是从功能性方面提升产品附加值,满足石墨烯改性复合纤维在不同场景的应用和需求;二是向高性能纤维的更高领域拓展,如极寒、极热、超音速、耐强腐蚀性等方面的技术突破;三是在碳中和、碳达峰目标下,如何发挥石墨烯的绿色环保性;四是石墨烯在未来纤维如智能可穿戴方面如何更好发挥载体作用。希望下一步石墨烯原料与纤维更好结合,更好地发挥石墨烯优势,拓宽其下游市场应用。

 

    如何将石墨烯材料的优异性能应用到终端产品,如何被消费者接受是非常重要的。王阳表示,未来北京服装学院要更多思考如何将石墨烯材料应用到服装服饰领域,将服装的功能性和美学性相结合,如何通过织造、印染、设计,打破石墨烯目前的灰色调,更广泛地应用到涉及纺织品的领域。此外,北京服装学院将会同中国化纤协会、高烯科技共同举办中国石墨烯多功能复合纤维标识设计大赛,旨在向全社会的高校、各行业设计师,让更多人了解石墨烯来源、结构及其优异性能,最终将科学与艺术、石墨烯与应用领域完美融合。

 

    现代工业产业背景下,设计的本质是把科学和艺术更好链接的过程,是在产业的变革中不断成长。蒋红斌从工业设计角度分享了如何发挥石墨烯产品的优势。他认为工业设计一方面是要用设计思维思考在产业赋能中的提升方案,其核心是生活的高品质;另一方面,石墨烯本身的优异性能在应用领域的广泛赋能,如从军事到民用或绿色设计、材料回收方面的关联,可以表现为中国对于人类未来社会构建理想和目标的展现场;此外,高烯科技牵头成立的石墨烯多功能复合纤维共同体研究院,输出的价值观与人类命运共同体相吻合,可将科技的桥梁链接到彼岸的生活应用,赋能全产业链及全世界未来的研究探索和社会应用中。

 

专注产品,打造健康生活方案

 

    规划转化为实业,关键是一个个优质的产品。高烯科技单层氧化石墨烯屡获中国国际高新技术成果交易会优秀产品奖、中国国际工业博览会CIIF新材料奖,获得国际石墨烯产品认证中心(IGCC)全球首个单层氧化石墨烯及单层氧化石墨烯改性功能纤维尼龙6产品认证证书,浙江省省级工业新产品认定。其创立的石墨烯终端产品品牌——烯凤凰旗下单层石墨烯多功能袜、石墨烯远红外光灸毯、石墨烯烯丝绒被等产品均受到消费者青睐。

 

孙海燕

 

    会上,高烯科技原料事业部技术总监孙海燕从产品、标准和应用方面介绍了单层氧化石墨烯的相关情况。高超团队从2008年聚焦于石墨烯的基础研究与应用开发,到2019年实现年产十吨的单层氧化石墨烯生产线。产品具有单层、液晶、粉末再分散性、产品稳定等特性,并通过牵头制定企业标准、团体标准、国际标准,促进整个行业产品质量提升。目前,高烯石墨烯远销到欧美日韩等多国和国内大部分地区,对科研团队、工业应用等领域起到积极推动作用。

 

▲陈琛

 

    高烯科技石墨烯复合纤维事业部研发工程师陈琛介绍了石墨烯多功能纤维远红外发射、紫外防护、抗菌抑菌、抑制螨虫、抗病毒以及负离子发生六大功能。他从面料是伴随每个人每一天的产品切入,谈到高烯科技石墨烯复合纤维产品可在家纺、公共交通、办公场所、户外运动等不同场景满足人们不同需求。未来在六大功能的基础上,高烯研发团队将根据市场反馈不断对产品进行更新换代,不断开发适合下游客户需求的终端解决方案。

 

▲阮湘政

 

    石墨烯光电热材料事业部研发工程师阮湘政介绍了高柔性可拉伸石墨烯发热膜在汽车和大健康领域的应用。高烯的石墨烯发热膜由水性浆料制成,采用涂布式工艺,具有高柔性可拉伸特性,环保健康。在汽车领域,公司开发的石墨烯加热垫,可用于汽车加热和电容传感等相关方面。在大健康领域,通过石墨烯远红外的共振作用、温热效应,可促进血液循环、促进细胞发育,广泛用于医学、力学领域。

 

▲陆潇

 

    高烯科技石墨烯终端产品市场总监陆潇介绍了石墨烯终端品牌“烯凤凰”(G-Phoenix)系列产品。烯凤凰品牌首款产品是单层石墨烯多功能袜,目前单层石墨烯康护内衣、健身服、塑身服、烯丝毛巾、烯丝被、石墨烯远红外光灸毯等也陆续推向市场,引领“穿睡出健康”的全新生活方式。接下来即将推出单层石墨烯床上四件套、polo衫、T恤衫、冬款裤袜。会议当日,高烯科技终端品牌G-Phoenix在京东正式上线,通过线上渠道,助力科研成果应用转化。

 

    ▲同期,终端产品合作交流会举行,会议现场还设置了原料派送、终端产品盲盒抽奖等活动

 

    蓝图已绘就,奋进正当时。当前,新一轮科技革命与产业变革正在兴起,我国纺织新材料、新工艺、新技术的开发能力和产业化水平再创新高。“十四五”时期,在全产业链的共同努力下,以单层氧化石墨烯为原料的康护纤维有望乘风破浪,领跑高质量发展新赛道。

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