記者 蔡姝雯 楊易臻Nuj新江南網(wǎng)|江南區(qū)域知名綜合門戶網(wǎng)

實習生 孔梓萱Nuj新江南網(wǎng)|江南區(qū)域知名綜合門戶網(wǎng)

一代新材料，鑄造一代新裝備，強大一代新產(chǎn)業(yè)。尖端新材料碳納米管，被業(yè)界認為是目前最接近《三體》小說中“納米飛刃”的原型。碳納米管長什么樣、如何制備出來、目前有哪些應用？記者近日來到中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所，親密接觸這一神奇的“六邊形戰(zhàn)士”——碳納米管。Nuj新江南網(wǎng)|江南區(qū)域知名綜合門戶網(wǎng)

《三體》名場面“古箏行動”中，只有頭發(fā)絲1/10粗細的“納米飛刃”，把“審判日”號巨輪切割成“面包片”�！凹{米飛刃”在現(xiàn)實中尚不存在，但比較接近其原型的碳納米管的確有著超高強度特性。Nuj新江南網(wǎng)|江南區(qū)域知名綜合門戶網(wǎng)

“按照理論來說，碳納米管強度最高可達200Gpa，這意味著200根比頭發(fā)絲還細的碳納米管就可以拉起一輛汽車�！敝袊茖W院蘇州納米所副所長、博士生導師李清文介紹，碳納米管是材料界當之無愧的“六邊形戰(zhàn)士”，兼具高分子和金屬的優(yōu)勢。其密度僅為鋼的1/6，但彈性模量是鋼的5倍，抗拉強度是鋼的100倍，常溫下熱導率也遠超其他金屬材料。Nuj新江南網(wǎng)|江南區(qū)域知名綜合門戶網(wǎng)

這種神奇的材料長啥樣？李清文解釋，碳納米管是由單層或多層石墨烯無縫卷曲而成的中空管狀結(jié)構，其卷曲角度不同，電學性質(zhì)也不同，可展現(xiàn)出金屬性和半導體性，因此成為新型電子器件的重要基材�！澳壳疤技{米管可以制備出粉體、纖維、薄膜、泡沫等多種形態(tài)，所面臨的共性難度在于如何實現(xiàn)穩(wěn)定均一、連續(xù)、規(guī)�；�、低成本制備�！�Nuj新江南網(wǎng)|江南區(qū)域知名綜合門戶網(wǎng)

從肉眼不可見的微觀材料，到實體化產(chǎn)品，碳納米管走過數(shù)十年道路。李清文告訴記者，多年來，聚焦碳納米管的制備和應用，中國科學院蘇州納米所“兵分兩路”，一隊研發(fā)碳納米管分離技術，為集成電路提供材料基礎；另一隊則負責將碳納米管加工成超級纖維和超輕高導電碳納米管薄膜材料，并開展產(chǎn)業(yè)化應用。Nuj新江南網(wǎng)|江南區(qū)域知名綜合門戶網(wǎng)

一代代材料發(fā)展背后，是一代代材料人的接力攻堅。李清文回憶，“2000年初，碳納米管的合成工藝離工程化還有相當一段距離，當時的石墨烯研究熱也‘卷’走一批人，但在前輩們激勵和帶領下，我們繼續(xù)堅守碳納米管領域�！�Nuj新江南網(wǎng)|江南區(qū)域知名綜合門戶網(wǎng)

經(jīng)過10余年努力，團隊突破碳納米管薄膜的連續(xù)批量制備關鍵技術，形成低成本、百萬平方米的高性能碳納米管薄膜產(chǎn)業(yè)化能力，自主研制碳納米管氣相連續(xù)成膜核心裝備，形成國際先進的薄膜產(chǎn)業(yè)化技術。2011年開始，為將碳納米管薄膜推向市場，蘇州捷迪納米科技有限公司應運而生。Nuj新江南網(wǎng)|江南區(qū)域知名綜合門戶網(wǎng)

“有同事曾經(jīng)把碳納米管薄膜帶回家，被家人誤以為是黑色塑料袋。”捷迪納米公司董事長梁青拿出一片巴掌大小的黑色薄膜笑道，這小小的一片薄膜包含有超過200億根碳納米管。如今，公司將碳納米管薄膜應用于智能穿戴加熱等領域，具有自主知識產(chǎn)權，研發(fā)水平全球領先。Nuj新江南網(wǎng)|江南區(qū)域知名綜合門戶網(wǎng)

帶電源鍵、智能控溫的保暖背心和防寒服，根據(jù)人體不同部位設計溫度區(qū)、與手機健康數(shù)據(jù)相連的智暖毯、暖宮帶、護腰帶……在捷迪納米公司，記者看到多款“植入”碳納米管的智能電加熱產(chǎn)品�！疤技{米管薄膜超柔韌、超輕薄，被縫制在衣物夾層幾乎‘無感’，作為電熱轉(zhuǎn)換裝置的一部分，再搭配充電寶等外接電源使用，電熱轉(zhuǎn)換效率可達99.5%。特別之處在于，這些產(chǎn)品都耐水洗�！绷呵嗾f，公司研制出國際領先的耐水洗、長續(xù)時、高熱效電熱模組，實現(xiàn)國內(nèi)僅有的碳納米管薄膜應用產(chǎn)業(yè)化，產(chǎn)品先后榮獲“深圳高交會優(yōu)秀產(chǎn)品獎”“德國IF設計獎”等獎項，成為國內(nèi)外30多家知名品牌首選合作方。Nuj新江南網(wǎng)|江南區(qū)域知名綜合門戶網(wǎng)

“隨著技術的突破，我們一年產(chǎn)量達到數(shù)十萬平方米，成本也接近有機膜�！崩钋逦恼f，團隊持續(xù)對碳納米管的制備關鍵技術及工藝進行優(yōu)化，推動其產(chǎn)業(yè)化落地的進程，打通碳納米管薄膜從制備、性能調(diào)控到終端產(chǎn)品研發(fā)與應用的整條產(chǎn)業(yè)鏈。Nuj新江南網(wǎng)|江南區(qū)域知名綜合門戶網(wǎng)

碳納米管還有望在智能家居、風力發(fā)電、固態(tài)儲氫等領域大展身手�！帮L電葉片一旦遭遇凍雨，將無法正常工作，這是全世界面臨的難題�！绷呵喔嬖V記者，團隊正在嘗試給風電葉片“穿上”碳納米管薄膜，助其快速除冰。該項應用完成了地面實驗，預計今年底上機實驗。Nuj新江南網(wǎng)|江南區(qū)域知名綜合門戶網(wǎng)

作為儲氫新興技術，固態(tài)儲氫有著儲氫密度高、安全性能好等優(yōu)勢。但是，固態(tài)儲氫的難點在于需要加熱到300℃才能發(fā)生化學反應、釋放氫氣。傳統(tǒng)的電熱絲加熱，加熱時間長、能耗高，經(jīng)濟性差�！巴ㄟ^碳納米管薄膜加熱后可迅速升溫、在真空中溫度最高可達2000℃以上，或?qū)砉虘B(tài)儲氫經(jīng)濟性大幅提升�！绷呵嗾f。Nuj新江南網(wǎng)|江南區(qū)域知名綜合門戶網(wǎng)

“新材料是帶動產(chǎn)業(yè)變革的重要引擎�！崩钋逦谋硎�，新質(zhì)生產(chǎn)力具有高科技、高效能、高質(zhì)量的特征，能夠帶動新產(chǎn)業(yè)發(fā)展，其中高效能又著重體現(xiàn)在更節(jié)能、更綠色�！疤技{米管的應用和產(chǎn)業(yè)化還有很長的路要走，我們希望通過自主研發(fā)的技術，讓碳納米管走進千行百業(yè)、服務千家萬戶�！�Nuj新江南網(wǎng)|江南區(qū)域知名綜合門戶網(wǎng)