中新網重慶11月2日電：作為具有優異的光學、電學、力學特性，應用極其廣泛的新材料，石墨烯近年來備受矚目。石墨烯應用產品距離普通民眾有多遠？帶著這一問題，記者近日探訪了位于西部(重慶)科學城的一家高新技術企業信合啟越：安靜、少人的生產車間內，創新的規?；苽涔に囌刂铺荚釉诙喾N金屬、非金屬基材上“直立生長”，高度以納米計，形成立式石墨烯材料。

圖為電催化石墨烯膜水處理中試設備?！⌒藕蠁⒃焦﹫D

揭秘研發“偶然性”故事：從碳納米管到石墨烯

據重慶官方媒體報道，2021年8月，西部(重慶)科學城上半年集中簽約活動舉行，投資總額達417億元的41個項目簽約。其中，信合啟越立式石墨烯電催化產品產業化項目是由重慶信合啟越科技有限公司投資2.54億元建設。其首創的立式石墨烯電催化電極、立式石墨烯場發射電極、立式石墨烯電儲能電極等新型功能材料，具有廣闊的應用前景。

“我們最初其實是做碳納米管制備技術研發的。石墨烯概念在學界受到廣泛關注后，我們對產品表征進行對照分析，才確定其構成是石墨烯材料。后來經過第三方專家及科技部專家的分析認定，我們當時只有十幾人的團隊由此承擔了‘863計劃’項目‘石墨烯的控制制備及其在光電領域的應用’課題?！敝貞c信合啟越總經理李葵陽在記者探訪時，揭秘了技術研發的這一“偶然性”故事。

該負責人解析，碳納米管有很好的場發射性能，曾經是場發射材料的研究熱點。但控制直立生長的碳納米管形成方向一致的陣列，避免彎折和相互纏繞的技術難度很高；同時碳納米管底部與基底結合面積非常小，結合強度一直是影響其耐高電壓、耐高溫性能的關鍵難題。公司團隊按照需求目標進行針對性研發，不斷改進制程工藝、核心生長設備和產品結構形貌。到后來，最接近目標的產品結構已經是立式石墨烯了。

在項目課題的支持下，該公司致力于立式石墨烯材料制備及其應用技術的研發，逐漸發展出涵蓋立式石墨烯基礎材料、功能材料、核心器件到終端應用產品的系列產品線。

破解產業發展難題：產品將應用于多個領域

理想的石墨烯是完美的二維蜂窩狀單晶純碳材料，而現實中的石墨烯多是由單晶碎片堆積起來的粉體或含缺陷多晶薄膜。實現石墨烯的可控、宏量、高品質制備，拓展石墨烯下游應用領域，是當前石墨烯產業發展面臨的底層問題。

據李葵陽介紹，2022年9月，第三方專業科技成果評價機構中科合創(北京)科技成果評價中心組織專家，以視頻連線方式召開了由該公司和重慶大學共同完成的“立式石墨烯陣列材料的制備及其應用”項目科技成果評價會。

專家組聽取連線項目完成單位的匯報，經質詢討論，形成相關意見：項目針對石墨烯材料規?；苽浼捌湓谙掠螒卯a品開發和產業化方面的難題，開展了立式石墨烯陣列材料制備技術及其應用技術研究。通過材料制備方法、核心制備設備、批量生產工藝技術開發，突破了立式石墨烯材料的規?；苽浼夹g瓶頸。同時以立式石墨烯陣列材料為基礎，開展石墨烯電催化氧化水處理應用技術和石墨烯場發射X射線應用技術研發，開發出電催化石墨烯膜水處理設備及石墨烯場發射X射線管應用產品。

以各界高度關注的水處理領域為例，公司相關負責人介紹，當前的反滲透或納濾膜過濾、臭氧生物活性炭降解、活性炭吸附、芬頓氧化、金屬催化劑催化氧化等技術，在去除效果、運行成本、二次污染等方面存在缺陷。而電催化石墨烯膜水處理設備是采用立式石墨烯陣列材料復合碳纖維多孔材料作為陰極微濾膜，基于碳基材料電化學陰極催化氧化原理構成的新型水處理反應器，能夠高效低耗去除水中難降解有機物、耐藥菌及其抗性基因等污染物。該產品已交付重慶長壽化工園區、重慶潼南電鍍產業園區完成產品中試，預計于今年底明年初投放市場。

在全國石墨烯產業發展版圖中，重慶并不在第一梯隊，但當地十分重視該產業的發展?！凹涌鞖饽z、石墨烯等前沿新材料產業化、工程化步伐”被寫入《重慶市戰略性新興產業發展“十四五”規劃(2021—2025年)》。該規劃在先進材料產業發展重點的創新平臺一欄里，專門提到“石墨烯制造業創新中心”，明確要圍繞石墨烯材料的制備和應用，開展技術路線圖編制、共性關鍵技術研發、成果應用示范、成果轉移轉化、體制機制探索等。

李葵陽對未來發展頗具信心：公司目前已申請獲得中國、美國、德國的多項發明專利，相關終端產品、核心器件已經或即將進入市場化階段。其中，安檢及工業檢測X射線管產品已實現銷售逾5000只、銷售收入逾1200萬元。石墨烯催化鋅鐵液流電池產品已完成小試，即將開展中試。