“單層氧化石墨烯是一種具有含氧官能團(tuán)的碳單原子層二維大分子材料，一般經(jīng)石墨氧化制得，通過化學(xué)和熱還原，單層氧化石墨烯是石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需的核心原料。分散性極好，容易加工成各類材料，應(yīng)用范圍十分廣泛。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。”高烯科技研發(fā)中心副經(jīng)理韓燚告訴記者。

值得一提的是，杭州高烯已經(jīng)獲得國際石墨烯產(chǎn)品認(rèn)證中心(IGCC)全球首個單層氧化石墨烯及石墨烯改性功能纖維產(chǎn)品認(rèn)證證書。

嫁接各類化纖 演繹“石墨烯+紡織”的精彩

如此具有革命性的一項技術(shù)，自然不是一天煉成的。杭州高烯科技有限公司總經(jīng)理汪洋告訴記者：“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)用開發(fā)。在研究中，高超發(fā)現(xiàn)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，高超課題組在首次報道了把石墨烯與尼龍6進(jìn)行原位聚合的文章，從此開啟了石墨烯復(fù)合纖維的探索與實踐之路，這篇文章現(xiàn)在已經(jīng)被引用了500多次。”

熟悉石墨烯材料的人應(yīng)該都對高超很熟悉，這個團(tuán)隊是一個聚焦石墨烯制備研發(fā)及各類應(yīng)用的團(tuán)隊，從充電電池到紡織化纖，高超團(tuán)隊用科學(xué)家的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度和創(chuàng)業(yè)家的吃苦精神實現(xiàn)了纖維新材料的原創(chuàng)創(chuàng)新的技術(shù)突破。

然而制備出單層氧化石墨烯只是杭州高烯的第一步，接下來的原位聚合技術(shù)才是他們得以走向紡織市場的關(guān)鍵一步。韓燚告訴記者：“原位聚合這個過程，簡單來說就是石墨烯通過共價鍵插入纖維單體分子的隊列中，參與組成纖維。這種技術(shù)使得石墨烯可以均勻地分散在纖維的表面以及內(nèi)部，并且不會脫離釋放出來。使用這種技術(shù)我們已經(jīng)成功開發(fā)出了石墨烯錦綸復(fù)合纖維、石墨烯滌綸復(fù)合纖維（長纖及短纖），此外還有石墨烯粘膠、石墨烯莫代爾已經(jīng)實現(xiàn)量產(chǎn)了，未來還會推出氨綸、晴綸、丙綸等系列產(chǎn)品。”

“可以說石墨烯和化學(xué)纖維是相輔相成、非常契合的材料。”韓燚自信十足。然而盡管實現(xiàn)了技術(shù)突破，從實驗室走向市場，高超團(tuán)隊依然用了十年。汪洋告訴記者：“原位聚合的工藝從實驗室走向生產(chǎn)、走向市場，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，這與現(xiàn)在市場上存在的一些廉價且不太正宗的石墨烯纖維有著本質(zhì)區(qū)別。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現(xiàn)諸多功能，且不會對纖維的觸感、強(qiáng)度、韌性等性質(zhì)造成不利影響。從技術(shù)層面來講，原位聚合不同于普通的混合、摻雜，在使用過程中，石墨烯不會從纖維中脫離流失，保證了產(chǎn)品功能的持久性和本身的安全性。”

確實，從單層氧化石墨烯的制備，再到原位聚合，再到工業(yè)化生產(chǎn)，杭州高烯一路走來十分不易。宏量制備、粉體穩(wěn)定制備、粉體展開原位聚合、均勻分散、石墨烯復(fù)合纖維高速紡絲......數(shù)十道關(guān)鍵技術(shù)逐一突破，沒有一道不是摸著石頭過河。通過不斷技術(shù)攻關(guān)與工藝優(yōu)化，2019年，高烯科技單層氧化石墨烯生產(chǎn)線試車成功，目前可實現(xiàn)年產(chǎn)10噸級生產(chǎn)規(guī)模。

烯鳳凰?問世 品牌化+聯(lián)盟式運營 迎接大發(fā)展

據(jù)悉，目前杭州高烯主打的幾款石墨烯復(fù)合纖維具有遠(yuǎn)紅外發(fā)射、紫外防護(hù)、抗菌抑菌、抑制螨蟲、抗病毒以及負(fù)離子發(fā)射等多項與健康息息相關(guān)的功能，這些功能均多次通過第三方權(quán)威檢測機(jī)構(gòu)檢測，具有相關(guān)檢測報告。除此之外，高烯的石墨烯錦綸復(fù)合纖維通過了OEKO-TEXStandard 100環(huán)保認(rèn)證，而且是依據(jù)里面要求最嚴(yán)苛的測試方法，驗證產(chǎn)品可用于嬰兒用品，安全環(huán)保健康。

印染一直是新纖維材料后道應(yīng)用的一大難關(guān)。記者了解到杭州高烯的石墨烯紡織品可以根據(jù)客戶需求染出許多顏色類別。“雖然石墨烯復(fù)合纖維的底色是灰色，但是由于高烯的石墨烯復(fù)合纖維石墨烯添加量少，原有的灰色顏色淺，且不影響染色工藝與色牢度，石墨烯復(fù)合纖維或面料可以染出多種顏色。”汪洋介紹。而記者在高烯展位上看到，他們的一款石墨烯功能襪產(chǎn)品顏色確實是淺灰色，并非一般常見的黑色。因此，高烯石墨烯纖維紗線的時尚化應(yīng)用還是值得期待。

2020年，高烯科技全面推出終端產(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，引來廣泛關(guān)注。對于許多只熟悉化學(xué)公式的科研人員來說，某種程度上市場開拓的難度不亞于實驗室復(fù)雜的科學(xué)實驗。“石墨烯做出來不容易，但怎么把它用出去更重要。”韓燚感慨。“得益于國家對科創(chuàng)型企業(yè)的支持，得益于我國擁有相對完整的制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈，我們在國內(nèi)特別是長三角地區(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。”韓燚告訴記者。

除此之外，高烯科技攜手北京石墨烯研究院有限公司、廈門大學(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（簡稱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。