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石墨烯产业化:摸着石头过河

添加时间:2016-09-19 13:10:46 来源:第一财经日报

在生产车间里,15条人工合成石墨生产线月产能可达6万平方米。这些烧结完毕的原材料进行压延、背胶、覆膜、模切成型加工后,最终被制成一块块手机盖大小的薄膜,用来贴在手机屏幕、屏蔽罩、中框、后盖、电池上,实现散热功能。

在2011年创立这家致力于特种功能材料研发的企业之前,中易碳素创始人CEO李平在中国电信上海研究院工作。在高导热石墨膜的应用领域,中易碳素从大尺寸石墨膜、连续卷材、多层复合石墨膜等方面进行研究创新。

针对最新的石墨烯概念,李平表示,中易碳素一直在持续跟踪和投入研发,行业首创的石墨烯量产化产品石墨烯散热膜即将作为高导热石墨膜的升级换代产品正式推向市场,记者在现场看到,石墨烯散热膜最薄厚度可以做到5微米,远远突破了高导热石墨膜25微米的常规厚度,同时,石墨烯散热膜具有更加强大的导热性能。目前,石墨烯散热膜已经实现了原材料制备、表面化学修饰、分散、成膜、后道模切加工等全生产流程的打通。

不过随着智能手机行业的饱和,整个行业都面临订单的下滑。李平表示:“今年上半年情况特别糟糕,很多客户订单都削减了80%。但是下半年开始好转,有望与去年持平。明年有了新产品就好多了。在这个行业,只有不断保持创新,研发出新品,才能够不让自己被市场淘汰。”

生物相容:检测试剂与植入骨骼

李平对记者表示,公司也在和中科院、同济大学、华东理工大学等院校和研究机构合作,希望开拓石墨烯未来更多的应用领域。“生物医疗是我们非常关注的领域,尤其是石墨烯在生物传感及检测领域的应用,石墨烯具有非常强的荧光猝灭效应,可以使传统的生物检测方法灵敏度提高2到3个数量级。目前最主要的挑战是安全性评估,尤其是石墨烯这种纳米材料输入人体后,可能会与蛋白质等发生反应,影响新陈代谢,或者导致细胞凋亡,这些都还需要大量的工作。”

李平所说的产品,是用石墨烯的生物相容性来生产检测试剂。他说:“化学修饰是关键。由于氧化石墨烯富含羟基、羧基、环氧各种活性含氧基团,有很好的生物相容性,可以通过量子点表面特异性化学修饰,通过纳米自组装技术设计特别的DNA或核酸探针,针对某些蛋白质产生电化学反应或者荧光能量共振,从而快速诊断。就像抗体和抗原、生物素和亲和素、DNA的碱基配对,都是特异性很强的。”

这一想法,和此前莱斯大学(RiceUniversity)物理学家Ching-HwaKiang的想法相一致。Kiang和他的朋友JamesTour通过将碳纳米管解压的方式制成石墨烯纳米带(GNRs)。 GNRs是一种长度超过宽度几千倍的条状材料。这种材料的形状,造成了其类似于蛋白质和DNA的性质。这就意味着,可以通过这种材料观察蛋白质的折叠状态。研究人员发现,GNRs像DNA和蛋白质一样,在溶液中可以自发形成皱纹和循环,也可以形成螺旋体、皱纹或环绕。

这种材料未来很可能会被官能化修饰,用来和DNA、蛋白质,甚至是细胞结合使用。有了这样的材料,未来生物分子检测和分子医学都将成为可能。同时也可能以用于DNA测序。这种材料可能会多方面地改变生物医学的其他领域。


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