原标题:公司发展 烯旺科技石墨烯惊艳亮相平昌冬奥会闭幕式“北京8分钟”展示
昨晚,在平昌冬奥会闭幕式上,“北京8分钟”惊艳亮相。擅长使用“人海战术”表现宏大场面的导演张艺谋,摒弃此前的创作方式,在今日的演出中精简演员数量,大量采用科学技术手段。世界上最大却又最轻的熊猫木偶、可以与人共舞的机器人、石墨烯发热服……你知道“北京8分钟”上用上了哪些蕴涵着“中国智慧”和“中国制造”的高科技吗?
闭幕式上“北京8分钟”展示是在韩国当地时间晚上9点15分进行,此时现场气温已降到零下3度左右。为了做好演员的防寒保暖工作,主创团队采用了石墨烯智能发热服饰来确保演员在穿着较薄的演出服时不会被冻伤。
石墨烯是一种新型纳米材料,具有超高强度、超高导热系数,被业界誉为“新材料之王”。利用石墨烯的特性,我国科研人员研制出了超薄透明的石墨烯电热薄膜技术,用于智能装备制造,并在国外申请了专利保护。
“演员的服装要求轻薄,能让他们灵活地做动作,同时,无论是排练场地还是平昌闭幕式现场,天气都很寒冷,石墨烯服饰能够更好的起到很好的保温发热效果。”石墨烯团队负责人、来自烯旺新材料科技股份有限公司的李月秋说,依据环境要求,服饰也能做出相应调节。“最初对我们的设计的基本要求是在零下5度的环境中持续发热8分钟,后来考虑到候场等因素,调整到在零下20度的条件下发热4小时。”
李月秋说,团队曾在模拟零下20度的情况下进行真人实验,以确保调试的可靠性。“在发热效果符合标准要求的同时,还要保证材料的安全性、电池的续航能力和服饰的舒适度。”
此外,低温天气条件下,需要御寒的除了演员,还有现场所有的演出设备。为了让演出主体“冰屏”和移动机器人在平昌能够顺利运行,主创团队特意对设备做了扛寒、扛风测试,根据测试结果一直在优化设备性能,保证其在低温、大风环境下的稳定性。
进入2017年以来,石墨烯越来越火,先是石墨烯发热服登上了央视春晚,四部委发布《新材料产业高质量发展指南》,石墨烯又强势上榜,就在近日的CCTV13新闻频道的朝闻天下栏目中,播出了长达10分多钟的专题《石墨烯到底有多神奇》,下面我们大家一起去看看。
现在,说到最火的新装备,大家会想到无人机,说到最火的新技术,大家会想到人工智能、3D打印,说到最火的新材料,那肯定就是石墨烯。到底石墨烯是“何方神圣”,根据已知的信息,石墨烯的厚度是头发丝的20万分之一,强度是钢的200倍,是世界上已知的最轻最薄、最强的材料。
目前已有公司宣称用石墨烯来做快充电池,只需20秒就可以给手机充满电。除了电池,还有公司用石墨烯做内衣、袜子等。那么,石墨烯到底是何方神圣呢?我们跟随记者去了解一下。
他和我们常见的铅笔芯一样,是由碳原子构成。只不过,石墨烯是由一层碳原子在平面上构成,可以说,它的特点是薄,薄到不能再薄。
中国电科第55研究所重点实验室副主任孔月婵博士:首先,石墨烯的硬度非常强,比现在最好的钢铁还要强100倍,它的电子的速度很高,是硅的10倍。同时,石墨烯还是传导热量的高手。比最能导热的金属银还要强10倍。正是这样全面的性能,让石墨烯得到了前所未有的关注。在长期资金市场上,任何一家和石墨烯有关的上市公司都会引来热钱的追捧,人们甚至开始预言,石墨烯的出现将带来一场由材料进步引发的工业革命。
原来《阿凡达》和我们的现实世界还有如此巧妙的链接。先来解释下石墨烯的超凡性能,你们可以换算一下。比如说“超薄”,1mm石墨的薄片,可以剥出来150万片的石墨烯,也就是说把一毫米分成150万片。比如说“超轻”,1g的石墨烯做出来之后能做多大?1g石墨烯能够覆盖一个足球场。
再说“超硬”,石墨烯做成食品保鲜膜厚度的膜,想拿铅笔戳穿,上面得需要一头大象。这些特性在自然界是无可匹敌的,放在工业领域,也是无所不能。
所以说石墨烯是新材料之王,人称”黑金“。石墨烯真的有这么神奇吗?人类是如何制备出石墨烯的呢?
2004年英国曼彻斯顿大学的两位科学家——安德烈海姆和诺沃肖洛夫尝试用胶带粘出了石墨烯。别小看这样的解决方法,自从有了这个点子之后,两位科学家就拿了诺贝尔奖。那么用胶带怎么就能产生这个具有革命性的新材料呢?我们特意请中国电科第55研究所重点实验室高级工程师吴云博士做了一个现场试验。
通过显微镜的观察,吴博士指着显示器呈现出来的画面说:“这一块是显而易见的,这个应该是多层的石墨片结构。而我们正真看到这种很淡的形状的,它可能就稍微薄一些,因为我们石墨烯透光率非常好,所以我们在这里面显现越模糊的就越有希望是这种比较薄的石墨结构。”
其实,大家刚才看到的这个办法是人类最初生产石墨烯的方法,而现在随技术进步,高质量的石墨烯已能大规模量产。当然,只是产出还不够,必须要和应用接轨。大家最关心的就是石墨烯在人们日常生活中能发挥什么作用。
目前,最令人期待的就是石墨烯可能改变手机的充电方式。未来的石墨烯电池容量更大、寿命更加长,充电时间更短。而电动汽车的充电问题也可以迎仍而解了。这并不是空想,事实上,相关的研究工作正在进行当中。
中国电科第18所重点实验室副主任丁飞博士:这是我们已做好的改性石墨烯配成的浆料。下一步我们将浆料通过涂布机涂到铝箔上,变成我们石墨烯电容器的正极材料。电容材料对电容器的性能有着至关重要的影响。科研人员正在将电容器的储电能力,一步一步向电池靠拢。而同时,它拥有的超快充电速度,也能够为人们的生活带来便利。
中国电科第18所重点实验室副主任丁飞博士:我们做的改性石墨烯电容器,它的单位体积内的包含的能量绝大多数都是传统电容器的10倍左右,接近目前锂离子电池的单位体积内的包含的能量,可以使电动车充一次电行驶更远的距离。
其实除了电池之外,石墨烯在其他领域还给我们大家带来很多的可能性。比如说可拿来做更轻薄的防弹衣,用它制作曲面的手机和电脑显示屏等等,曾经有科学家预言,石墨烯将彻底改变21世纪,甚至引发新一轮工业革命,为什么这么说呢?
电子芯片的基础材料是硅,然而随着芯片上原器件越来越密集,在最高端的芯片上,两个原器件之间的距离已经不到10nm,几乎达到了硅材料的极限。要继续提高性能,该怎么走呢?科研人员已经在研究用石墨烯部分代替硅的作用。
中国电科第55研究所重点实验室副主任孔月婵博士:这个是我们用石墨烯做好的一个器件。
由它制备的器件的工作频率,理论上能够达到硅的十倍甚至上百倍。比如说它在雷达上面应用,可以大幅度提高雷达的分辨率。还有在通讯、成像等系统都有较为广泛的应用。
除此之外,这里的科研人员还在做另一件大事,他们让石墨烯附着在厚度只有50nm的金箔上,然后用一种新的技术,把石墨烯完整的转移到塑料片上。
在电子器件里面,专用的这样一个塑料衬底,它具备柔性,并且更适合我们晶体管的制备过程。石墨烯转移技术是我国具有自主知识产权的技术,有了这个独门秘籍之后,在这个塑料片上,就能够生成一定功能的电子器件。最关键的是,这样的电子器件是能轻松弯曲的。
未来,无论是可以折叠的显示屏还是能植入人体的可穿戴设备,不能离开这样的石墨烯器件。而利用石墨烯制造新一代器件,也有望让我国的芯片制造业实现弯道超车,达到国际先进水平。
石墨烯使我们对未来的世界充满期待,手机充电可以秒充,电子屏幕可以随意弯曲,汽车使用石墨烯导静电轮胎可以去除静电,避免摩擦静电引发爆燃。此外,从航空航天、武器装备到节能环保、电子信息,石墨烯在未来很多领域都大有作为。
其实早几年,石墨烯的概念早已刷屏,但能发挥它的优异特性的商用产品迟迟未能出现。真正好的石墨烯产品的问世究竟要到何时?我们正真看到很多科研机构、大学都在积极研发当中。
但是,采访中,石墨烯的科研人员也和记者说,目前即使是在实验室条件下,石墨烯的神奇性能仍然没有完全释放开来,技术层面还存在不少的挑战。因此,真正大面积的应用还需要很长的路要走,让我们共同期待。
烯旺新材料科技股份有限公司总部设于深圳,是专门干石墨烯研发、石墨烯应用产品生产及销售的高科技公司。该公司于2017年入驻南宁·中关村创新示范基地,落地成立广西烯时代科技有限公司、中科烯创科技发展有限公司和广西烯时代新材料科技有限公司,同时在南宁高新区投资石墨烯产业园生产线,计划在广西投资建设一系列石墨烯产业项目,成立石墨烯产业化研发机构,建立石墨烯产品共享平台,助推广西大健康产业和现代特色农业发展。