石墨烯+纺织:有多少种可能?

被誉为“黑金”的石墨烯，作为21世纪最具颠覆性的“新材料之王”，是全球科技界的兵家必争之地。目前，欧洲、美国、日本等众多国家，都把石墨烯列为本世纪最重要的新材料进行研究和开发，并已在新能源、电子等方面取得重要进展和初步应用效果。我国也明确把石墨烯作为国家重要战略材料列入国家“十三五”规划。

在这一背景下，在纺织工业寻求高端化发展的今天，纺织工业与石墨烯会产生怎样的火花？2017年2月13日，“中国（南通）高端纺织与石墨烯纤维新材料创新会议”在南通召开。会议重点探讨石墨烯纤维的特种功能在不同纺织品上的应用，寻求高端纺织产业的突破性发展之路。中国工程院院士蒋士成、姚穆、俞建勇，中国纺织工业联合会副会长、中国化学纤维工业协会会长端小平，工业和信息化部消费品司处长陈新伟，中国化学纤维工业协会副会长贺燕丽、王玉萍，南通市委常委、南通市人民政府副市长王剑锋、中国石墨烯产业技术创新战略联盟秘书长李义春等专家领导，以及化纤生产企业、纺织织造企业、化纤终端产成品生产企业、石墨烯产业相关企业以及高等院校研究机构的代表约300人参加了会议。

掘金石墨烯？你准备好了吗

石墨烯是现有最轻最薄最硬的二维新材料，10万片单层石墨烯叠加只有一根头发丝的厚度；其硬度是钻石的3倍、钢铁的100倍。2004年，英国曼彻斯特大学安德烈・海姆教授和康斯坦丁・诺沃肖诺夫博士成功制备出单层石墨烯，并于2010年获得诺贝尔物理学奖。石墨烯片层的碳原子由SP2杂化形成，该结构使得石墨烯在电力学、热和光学、高分子材料等许多方面具有奇特的性能，可用作超薄超轻风机材料、超韧防弹衣材料、太空电缆材料、纳米传感器材料，尤其是石墨烯特种复合纤维具有抗菌、抗螨虫、抗热、抗切割、抗紫外线、远红外发热和传导清凉等特殊功能，可广泛应用于服装、针织、家纺和产业用布等产品。

目前关于石墨烯，坊间众说纷纭。中国纺织工业联合会副会长、中国化学纤维工业协会会长端小平在大会上谈了几点对于石墨烯产业发展的看法。端小平首先表示：“石墨烯产业的应用要从基础做起，在纤维新材料及纺织品上的应用可能是比较现实和不错的选择。”分析原因，端小平指出：“一是石墨烯在纺织上的应用主要以极少量混掺为主，对可纺性的影响极小，因此应用技术难度低，可操作性强。二是在性能上不需要太高品质的石墨烯既能达到纤维材料对功能性的要求，这与中国石墨烯产业目前的水平相当。”

其次，对于有些专家的观点――石墨烯产业发展路径应该与碳纤维类似，端小平对此表示同意。端小平表示“：国外用几十年发展碳纤维，中国企业大约用十年才实现盈利。而石墨烯产业的发展从2010年获得诺贝尔奖到现在也不过短短的十多年时间。中国近几年才开始起步，我认为应该还需要近10年才能发展成型。”端小平说：“发展石墨烯及相关产业需要耐心，需要持续的投入，对于想要进入该产业的企业，需要问问自己‘准备好了吗？’”

第三，端小平认为石墨烯产业的发展不能忽视民营企业的作用。端小平说：“有专家认为，中国发展石墨烯产业应该由大企业特别是国有大企业来做，不能一哄而上。对此，我有不同看法。理论上，国有大企业有经济实力，有人才积累，但由于国有企业的考核机制和管理层的不稳定，导致国企对开发前沿技术积极性不高。碳纤维就是一个例子。” 众所周知，碳纤维在中国的发展就是依靠广种薄收，才取得了今天的些许像样的成绩。如果仅仅依靠几家大企业，就如同是，不成功，就会滞缓中国整个战略性新材料产业的发展步伐。而且记者发现当天参加论坛的企业也绝大多数是民企。

应用石墨烯？ 需要有所侧重

中国石墨烯产业技术创新战略联盟秘书长李义春在会上表示：石墨烯作为一种有着优质性能的材料，被誉为“工业味精”，它不仅仅是一个产业的发展，而会带动许多产业实现高端化升级发展。李义春说：“石墨烯产业对当前经济发展具有三大刺激作用：首先能够帮助传统产业实现转型升级，其次是高新技术产业新的增长点，最后其能够带来大众创业、万众创新的机遇。”针对当前石墨烯产业发展有过热的看法，李义春认为：“一个新产业的发展从起步到成型，应该允许其有泡沫，但不能全是泡沫。在这个过程中，企业必须做实事，要真正研发产品，推动市场发展。”李义春预测2018年石墨烯产业产值可达100亿元，中国石墨烯产业技术创新战略联盟下一步将重点引导企业开发新产品，拓宽新领域，并重点推动标准化的制定，推动行业健康发展。

对于石墨烯在纺织领域的应用，端小平表示：“目前已知的石墨烯材料有三个方面的主要用途。一是散热和发热材料，二是轻质高强材料，三是抗静电、触摸屏、集成电路材料等。我认为，结合纺织纤维材料的特点、实际需求和应用难度，围绕散热和发热、抗静电等性能集中攻关，可能更加现实和容易实现。当然现在也有研究表明，石墨烯具有一定的抑菌抗菌的功能，这在纺织领域也会成为一个应用热点。上述几方面应该是未来研发的重点，在具体生产和研发实践中应该有所侧重，不要追求面面俱到。”

蒋士成在会议强调：石墨烯具有的独特性能，将赋予石墨烯复合纤维多种功能，在“十三五”期间会有良好的发展前景。未来应联合化纤龙头生产企业和石墨烯企业组成产业联盟，申报并攻克石墨烯复合纤维重点项目。同时，加快石墨烯复合材料生产、产品和测试等相关标准的制定，通过规模化生产以及工艺路线优化，进一步降低成本，使石墨烯复合纤维系列化产品实现产业化，真正融入到人民生活中。

“前中国经济进入‘新常态’，转型升级，创新发展是必然选择，以石墨烯为代表的战略性新兴材料正是材料人转型升级、创新发展的主攻方向，只要我们发挥持之以恒，精耕细作的工匠精神，中国的石墨烯材料产业一定会迎来美好的未来。” 端小平说道。

最后会议针对石墨烯纤维的在智能纺织品及复合材料方面的发展邀请了来自香港理工大学、东京大学、上海工程技术大学的相关教授、博士进行了学术报告。除此之外，来自济南圣泉集团股份有限公司的博士王双成以及来自恒利宝纳米新材料科技有限公司首席科学家罗振扬就“生物质石墨烯复合纤维与高端纺织品的开发”和“石墨烯在锦纶纤维中的应用”，分别从应用出发，介绍了目前石墨烯在纺织领域的产品开发现状。