2020年中國(guó)國(guó)際紡織紗線（秋冬）展覽會(huì)上,，杭州高烯科技有限公司展廳中的單層石墨烯多功能復(fù)合纖維令人印象深刻,。從合成和證實(shí)存在到如今只有短短十幾年的時(shí)間,，但石墨烯憑借優(yōu)異的力學(xué)、電學(xué),、熱學(xué),、光學(xué)等性能及其潛在的應(yīng)用價(jià)值和應(yīng)用前景，已成為科研院所,、企業(yè)等多年來(lái)研究與應(yīng)用開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn),。而高烯科技無(wú)疑是石墨烯研發(fā)之路上的領(lǐng)跑者，其團(tuán)隊(duì)十年磨一線,，潛心鉆研,，突破了層層技術(shù)障礙，特別是解決了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)難題,，建成單層氧化石墨烯自動(dòng)化生產(chǎn)線,，成功研制出了單層石墨烯多功能復(fù)合纖維并實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)。

那么,，石墨烯是什么,？高烯科技的單層石墨烯多功能復(fù)合纖維是一種怎樣的纖維？有何性能優(yōu)勢(shì),？其應(yīng)用領(lǐng)域目前有哪些,？從石墨烯到單層氧化石墨烯再到單層石墨烯多功能復(fù)合纖維量產(chǎn),，高烯科技研發(fā)團(tuán)隊(duì)解決了哪些技術(shù)難題？當(dāng)前該纖維的產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)情況如何,？高烯科技下一步還有怎樣的發(fā)展規(guī)劃,？圍繞這些問(wèn)題，在本次秋冬紗線展期間,，中國(guó)化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會(huì)組織多家行業(yè),、綜合媒體等對(duì)杭州高烯科技有限公司總經(jīng)理汪洋及研發(fā)中心副經(jīng)理韓燚進(jìn)行了專(zhuān)訪。

立足核心原料 拓展石墨烯“1+N型”產(chǎn)業(yè)鏈

石墨烯是一種碳原子以sp?雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格排列的二維碳納米材料,，具有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué),、力學(xué)特性,，在材料學(xué)、微納加工,、能源,、生物醫(yī)學(xué)和光電子器件等方面具有重要的應(yīng)用前景，被譽(yù)為革命性的新材料,?；诖耍S多國(guó)家建立了石墨烯相關(guān)技術(shù)研發(fā)中心,，嘗試使石墨烯商業(yè)化,，進(jìn)而在工業(yè)、技術(shù)和電子相關(guān)領(lǐng)域獲得潛在的應(yīng)用專(zhuān)利,，并使其在未來(lái)可以從實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入生產(chǎn)線和市場(chǎng),。石墨烯也是我國(guó)重點(diǎn)支持的戰(zhàn)略前沿和新興材料產(chǎn)業(yè)，然而長(zhǎng)期以來(lái),，高品質(zhì)單層石墨烯粉體類(lèi)原料無(wú)法量產(chǎn),，這使得石墨烯的諸多優(yōu)異性能無(wú)法充分發(fā)揮，產(chǎn)業(yè)化之路困難重重,。

2008年,，浙江大學(xué)高超課題組選擇高分子基納米化學(xué)與材料作為研究方向，聚焦于石墨烯的基礎(chǔ)研究與應(yīng)用開(kāi)發(fā),。在研究中,，高超課題組不斷提升石墨烯宏觀組裝材料的電、熱,、力,、光電、電磁屏蔽等性能,。他們發(fā)現(xiàn)的石墨烯液晶現(xiàn)象,，還打開(kāi)了新的研究方向,，憑借這一現(xiàn)象，他們找到了低成本制備單層石墨烯的捷徑,，突破了石墨烯工業(yè)化難題,。

2010年，高超課題組首次發(fā)表了把石墨烯與尼龍6進(jìn)行原位聚合的文章,，從此開(kāi)啟了石墨烯復(fù)合纖維的探索與實(shí)踐之路,。2016年，高超創(chuàng)立了杭州高烯科技有限公司,，通過(guò)浙江大學(xué)專(zhuān)利轉(zhuǎn)讓及公司自研發(fā)的方式,，致力于研發(fā)生產(chǎn)單層石墨烯及其宏觀材料,。

完美結(jié)構(gòu)的石墨烯不溶解,、不浸潤(rùn),、不熔化,，難以加工,，在許多領(lǐng)域的應(yīng)用受到限制,。因此氧化石墨烯越來(lái)越受到重視,?！皢螌友趸┦且环N具有含氧官能團(tuán)的單原子層二維大分子,，一般經(jīng)石墨氧化制得,，通過(guò)化學(xué)和熱還原，可以很方便地轉(zhuǎn)變成石墨烯,。盡管結(jié)構(gòu)上存在缺陷,，性能有所衰減，但氧化石墨烯可在水及極性有機(jī)溶劑中溶解或分散,、可通過(guò)濕法加工成各種宏觀材料,、容易進(jìn)行改性修飾摻雜、可以規(guī)?；a(chǎn),、應(yīng)用范圍十分廣泛。如氧化石墨烯直接與纖維,、極性塑料,、涂料、橡膠,、陶瓷,、金屬等進(jìn)行混合制備復(fù)合材料，可提高其強(qiáng)度,、模量,、抗紫外、抗腐蝕,、耐磨損,、遠(yuǎn)紅外發(fā)射等性能,；用于石墨烯改性纖維、膜,，可獲得兼具高導(dǎo)熱,、高導(dǎo)電與超柔性的電子產(chǎn)品；用于氣凝膠,，可獲得超輕,、高孔隙率、彈性產(chǎn)品等,?！备呦┛萍佳邪l(fā)中心副經(jīng)理韓燚道出了單層氧化石墨烯的突出優(yōu)點(diǎn)，這也正是高烯科技將研發(fā)生產(chǎn)的重點(diǎn)放在單層氧化石墨烯上的緣由,。

通過(guò)多年來(lái)不斷的技術(shù)攻關(guān)與工藝優(yōu)化,，高烯科技突破了單層氧化石墨烯高質(zhì)量宏量制備、單層氧化石墨烯粉體穩(wěn)定制備,、單層石墨烯粉體展開(kāi)原位聚合技術(shù)、均勻分散,、石墨烯復(fù)合纖維高速紡絲等數(shù)十道關(guān)鍵技術(shù),。2019年，高烯科技單層氧化石墨烯生產(chǎn)線試車(chē)成功,，目前可實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)10噸級(jí)生產(chǎn)規(guī)模,。同時(shí)，在單層率高達(dá)99%的石墨烯原料穩(wěn)定量產(chǎn)基礎(chǔ)上,，高烯科技突破了石墨烯多功能復(fù)合纖維的核心量產(chǎn)技術(shù),，開(kāi)發(fā)出石墨烯錦綸、滌綸,、氨綸,、腈綸、粘膠纖維,、莫代爾等多系列功能復(fù)合纖維,。

如今高烯科技已申請(qǐng)石墨烯領(lǐng)域?qū)＠俣囗?xiàng)，其中發(fā)明型專(zhuān)利占比80%以上,；并以單層氧化石墨烯原料為核心,，成功開(kāi)發(fā)出石墨烯“1+N型”產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)及產(chǎn)品，如石墨烯多功能復(fù)合纖維,、石墨烯電熱膜,、石墨烯導(dǎo)熱膜等。此外,，2020年,，高烯科技全面啟動(dòng)石墨烯終端產(chǎn)品品牌——烯鳳凰,，單層石墨烯多功能襪、鞋,，石墨烯遠(yuǎn)紅外光灸毯均為烯鳳凰品牌產(chǎn)品,，本次秋冬紗線展上，這些產(chǎn)品均亮相高烯科技展廳,，引來(lái)觀眾廣泛關(guān)注,。

對(duì)此，韓燚特別感慨,，“石墨烯做出來(lái)是重要一步,，但怎么把它用出去更為重要，正是得益于國(guó)家對(duì)科創(chuàng)型企業(yè)的支持,，得益于我國(guó)擁有相對(duì)完整的制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈,，我們?cè)趪?guó)內(nèi)特別是長(zhǎng)三角地區(qū)找到了大量敢于用我們石墨烯的企業(yè)，讓我們的單層石墨烯能夠盡其所用,，用到了最能發(fā)揮其功能的纖維及其制品中,。”

在拓展產(chǎn)業(yè)鏈層面,，高烯科技還做了一件大事,，即攜手北京石墨烯研究院有限公司、廈門(mén)大學(xué)石墨烯工程與產(chǎn)業(yè)研究院,、深圳石墨烯創(chuàng)新中心有限公司等數(shù)十家產(chǎn)業(yè)鏈機(jī)構(gòu)成立了石墨烯多功能復(fù)合纖維共同體研究院（簡(jiǎn)稱(chēng)GCI）,，研究院將在“石墨烯多功能復(fù)合纖維”產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)，整合產(chǎn)業(yè)鏈的優(yōu)勢(shì)人才,、技術(shù)及資源,，集成“政產(chǎn)學(xué)研資用”等創(chuàng)新要素和資源要素等方面做出更大貢獻(xiàn)，最終形成石墨烯原料--纖維--紗線--面料--終端產(chǎn)品的良性循環(huán),，引領(lǐng)共同體內(nèi)成員的創(chuàng)新,、創(chuàng)業(yè)和可持續(xù)發(fā)展。

聚焦纖維功能 打造健康生活新方案

纖維及其制品和人們的日常生活緊密相連,。隨著生活水平的不斷提高,，人們對(duì)“衣”的要求不斷朝著舒適、美觀,、保健防護(hù)以及智能等更高要求和更高品質(zhì)發(fā)展,；人們對(duì)于居住環(huán)境的清潔、安全和環(huán)保要求亦與日俱增,；特別是新冠病毒疫情過(guò)后,，人們對(duì)健康與安全的需求更為迫切，加之新材料強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略,、全民健康戰(zhàn)略,、新興消費(fèi)群體興起等大背景,，功能性纖維及其制品將以除螨、防霉,、抗病毒,、阻燃、拒水拒油,、防紫外線等一種或多種功能復(fù)合更好地滿(mǎn)足人們對(duì)健康生活的需要,。由此具有抑菌、防螨,、抗靜電,、遠(yuǎn)紅外、負(fù)離子,、阻燃,、生物安全等多種功能的石墨烯改性復(fù)合纖維的市場(chǎng)規(guī)模將迎來(lái)新的突破。

高烯科技開(kāi)發(fā)的單層石墨烯多功能復(fù)合纖維可謂恰逢其時(shí),，其由石墨烯與錦綸等聚合物基體進(jìn)行原位聚合后紡絲制得,，即把石墨烯作為一種功能性添加劑，添加到傳統(tǒng)化學(xué)纖維中,，基于石墨烯的優(yōu)異性能,，將傳統(tǒng)纖維材料制成更符合消費(fèi)者需求的功能性纖維。韓燚談到,，“實(shí)際上，原位聚合的工藝從實(shí)驗(yàn)室走向生產(chǎn),、走向市場(chǎng),，是一條荊棘之路，我們不斷改進(jìn)工藝才有了今天成熟的產(chǎn)品,。從原料角度出發(fā),，我們擁有全球首條氧化石墨烯生產(chǎn)線，能夠生產(chǎn)單層率達(dá)99%的石墨烯漿料,，僅需千分之一的添加量就能實(shí)現(xiàn)諸多功能,，且不會(huì)對(duì)纖維的觸感、強(qiáng)度,、韌性等性質(zhì)造成不利影響,。從技術(shù)層面來(lái)講，原位聚合不同于普通的混合,、摻雜,，在使用過(guò)程中，石墨烯不會(huì)從纖維中脫離流失,，保證了產(chǎn)品功能的持久性和本身的安全性,?！?/p>

單層石墨烯多功能復(fù)合纖維具有的遠(yuǎn)紅外發(fā)射、紫外防護(hù),、抗菌抑菌,、抑制螨蟲(chóng)、抗病毒以及負(fù)離子發(fā)射等多項(xiàng)功能與人們的健康息息相關(guān),，且這些功能均多次通過(guò)國(guó)家紡織服裝產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（浙江）,、國(guó)家紅外及工業(yè)電熱產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心等第三方權(quán)威檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)，具有相關(guān)檢測(cè)報(bào)告,。同時(shí)不含金屬離子,，安全環(huán)保健康，屬于自帶康護(hù)性的新型纖維,。

例如,，穿用該纖維制成的紡織品服裝，石墨烯發(fā)射的遠(yuǎn)紅外能量可以被人體充分吸收,，達(dá)到自暖效果,，并且可緩解疲勞、增強(qiáng)細(xì)胞活力,、促進(jìn)血液循環(huán)和微循環(huán),；紫外光防護(hù)系數(shù)UPF實(shí)測(cè)值和UVA的透過(guò)率均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；石墨烯多功能復(fù)合纖維既能顯著消除因細(xì)菌產(chǎn)生的各種異味,，防臭效果顯著,；又可以在一定程度上抑制細(xì)菌繁殖，降低再次傳播的風(fēng)險(xiǎn),；同時(shí),，其通過(guò)了OEKO-TEXStandard 100環(huán)保認(rèn)證，而且是依據(jù)里面要求最嚴(yán)苛的Class 1 附錄6測(cè)試方法,，因此可用于嬰兒用品,，安全環(huán)保健康，此外高烯科技還進(jìn)行了皮膚致敏性和動(dòng)物刺激試驗(yàn),，結(jié)果試驗(yàn)樣品沒(méi)有一例產(chǎn)生過(guò)敏或刺激反應(yīng),。

對(duì)石墨烯多功能復(fù)合纖維的性能優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用領(lǐng)域，高烯科技總經(jīng)理汪洋如數(shù)家珍,，“我們的石墨烯多功能復(fù)合纖維,，既能向內(nèi)增強(qiáng)細(xì)胞活力、提升免疫力,、延緩衰老,，又能向外抑制病毒細(xì)菌螨蟲(chóng)生長(zhǎng)、屏蔽紫外線，多管齊下,，協(xié)同呵護(hù),，全方位守護(hù)健康，是居家,、運(yùn)動(dòng),、商務(wù)、休閑的理想紡織面料,。這樣的功能纖維紡織品,，還可廣泛用于公共活動(dòng)區(qū)域如醫(yī)院、賓館,、休閑娛樂(lè)場(chǎng)所,、學(xué)校、高鐵,、飛機(jī),、汽車(chē)等，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)高效滅病毒,、抗菌抑菌,，大大減少交叉感染風(fēng)險(xiǎn)，開(kāi)啟康護(hù)紡織新時(shí)代,?！?/p>

從單層氧化石墨烯到石墨烯多功能復(fù)合纖維，到石墨烯電熱膜,、石墨烯導(dǎo)熱膜,，再到烯鳳凰品牌系列產(chǎn)品，從各類(lèi)貼身衣物如內(nèi)衣,、塑身衣,、瑜伽服等到多功能襪、鞋及遠(yuǎn)紅外光灸毯等,，高烯科技向業(yè)界形象地展示了如何將產(chǎn)學(xué)研用深度融合，如何讓石墨烯走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù),，如何用科技打造健康生活新方案,。

積淀至上實(shí)力 獲得IGCC認(rèn)證

“實(shí)際上，原位聚合工藝從實(shí)驗(yàn)室走向生產(chǎn),、走向市場(chǎng),，是一條荊棘之路，我們不斷改進(jìn)工藝才有了今天成熟的產(chǎn)品,。從原料角度出發(fā),，我們擁有目前全球首條氧化石墨烯生產(chǎn)線，能夠生產(chǎn)單層率達(dá)99%的石墨烯漿料，僅需千分之一的添加量就能實(shí)現(xiàn)諸多功能,，且不會(huì)對(duì)纖維的觸感,、強(qiáng)度、韌性等性質(zhì)造成不利影響,。從技術(shù)層面來(lái)講,，原位聚合不同于普通的混合、摻雜,，在使用過(guò)程中,，石墨烯不會(huì)從纖維中脫離流失，保證了產(chǎn)品功能的持久性和本身,、安全性及環(huán)境友好性,。”韓燚對(duì)公司的核心原料--單層氧化石墨烯,、相關(guān)技術(shù)及纖維產(chǎn)品充滿(mǎn)信心,。

信心來(lái)源于實(shí)力,。真假石墨烯需要通過(guò)第三方認(rèn)證得以辨別,，國(guó)際石墨烯產(chǎn)品認(rèn)證中心（International Graphene Product Certification Center,，簡(jiǎn)稱(chēng)IGCC)是目前國(guó)際石墨烯行業(yè)唯一的權(quán)威獨(dú)立第三方認(rèn)證機(jī)構(gòu),。認(rèn)證過(guò)程中,，IGCC專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員直接在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)取樣、嚴(yán)格封存,、匿名送檢,，按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中公認(rèn)的石墨烯術(shù)語(yǔ)內(nèi)涵給出認(rèn)證結(jié)果。樣品通過(guò)檢測(cè)后,，還要委派專(zhuān)家不定時(shí)到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)檢查質(zhì)量保證體系品控流程,，確保批量生產(chǎn)的產(chǎn)品品質(zhì)與送檢樣品質(zhì)量的一致性，才能最終通過(guò)認(rèn)證,。

高烯科技總經(jīng)理汪洋特別提到,，高烯科技擁有單層氧化石墨烯從源頭到終端產(chǎn)品的核心技術(shù)及裝備的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，且是目前全球首個(gè)獲得IGCC單層氧化石墨烯產(chǎn)品認(rèn)證的企業(yè),，被數(shù)十個(gè)國(guó)家和地區(qū)的科研機(jī)構(gòu)作為試劑級(jí)產(chǎn)品用于大量嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)研究,。高烯科技以自產(chǎn)單層氧化石墨烯為核心原料，通過(guò)原位聚合及熔融紡絲制得的石墨烯多功能復(fù)合纖維,，也是目前全球首個(gè)通過(guò)IGCC認(rèn)證的單層氧化石墨烯改性功能纖維,。可見(jiàn)目前中國(guó)在石墨烯原創(chuàng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)方面正處于領(lǐng)跑者地位,。由于單層氧化石墨烯全自動(dòng)生產(chǎn)線的數(shù)十道關(guān)鍵工序均可量化,，使其品質(zhì)非常穩(wěn)定,，有了高品質(zhì)石墨烯原料的穩(wěn)定供應(yīng)，石墨烯科學(xué)研究及下游應(yīng)用產(chǎn)品開(kāi)發(fā)便有了保障,，可進(jìn)一步助力石墨烯產(chǎn)業(yè)步入健康有序的高質(zhì)量發(fā)展軌道,。

十年磨一線，高烯科技付出了艱辛,，亦收獲了碩果,。未來(lái)，高烯科技將目光投向了更廣闊的時(shí)空,。汪洋表示,，目前公司正在規(guī)劃建設(shè)百?lài)嵓?jí)生產(chǎn)線，力求通過(guò)產(chǎn)能擴(kuò)大降低生產(chǎn)成本,，并計(jì)劃通過(guò)8-10年的時(shí)間,，讓高烯石墨烯多功能復(fù)合纖維成為纖維領(lǐng)域的標(biāo)配，讓自帶康護(hù)功能的終端紡織品走入尋常百姓家,。未來(lái)高烯科技將結(jié)合“1+N”的戰(zhàn)略規(guī)劃：以單層氧化石墨烯原料為核心,，以產(chǎn)業(yè)鏈合作為紐帶，逐漸實(shí)現(xiàn)纖維,、發(fā)熱導(dǎo)熱膜,、烯鳳凰品牌系列等應(yīng)用產(chǎn)品的規(guī)模制備。不忘初心,，一步一個(gè)腳印,，擁抱石墨烯的星辰大海！