我国石墨烯纤维复合材料产业前景广阔

自从英国曼彻斯特大学的物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫教授获得2010年诺贝尔物理学奖以来，石墨烯已经成为一种吸引全世界关注的新材料

目前，欧洲、美国、日本和中国等许多国家都将石墨烯列为本世纪最重要的研发新材料，并在新能源、电子和新材料方面取得了重要进展和初步应用成果，显示出广阔的应用前景。

石墨烯与普通纤维复合，具有抗菌、防螨、耐热、耐切割、抗静电、抗紫外线、远红外加热、传导冷却等特殊功能，可广泛应用于织物、服装、家纺、针织等纺织品。目前，欧洲、美国、日本和中国等许多国家已经将石墨烯列为本世纪最重要的研发新材料。中国已将石墨烯列为国家“十三五”计划的重要国家战略材料。

3月15日至17日，在上海举行的中国国际纺织纱线展上，中国智能制造的石墨烯纤维引起了关注。许多专家表示，目前石墨烯的应用分为重应用和轻应用。大量的应用需要大量的资金投入和长期的发展，从而从根本上取代了传统材料石墨烯单层原子的优势，如石墨烯在电池、半导体芯片等领域的应用。然而，这种应用受到当前技术和生产的限制，不能迅速普及，并且大多仍处于实验室阶段。

然而，石墨烯的光应用是面向民用的，可以快速实现商业化，并给消费者带来更高的性价比，如石墨烯的加热和过滤。值得一提的是，石墨烯已经被一些企业应用到纺织行业。近年来，石墨烯已经广泛应用于纺织行业。由石墨烯制备高性能纺织纤维和纺织品的功能整理也逐渐成为业界的研究热点。

石墨烯具有优异的抗菌性能和低温远红外功能。抗菌织物可以通过在织物上修饰石墨烯来制备。与传统的无机和有机抗菌剂相比，石墨烯基本上没有细胞毒性，更适合与人体皮肤直接接触，具有亲肤和滋养皮肤的作用。

兰州大学白教授认为，石墨烯织物是指将石墨烯材料与普通纺织品有效结合，在保持纺织品基本性能的同时，具有石墨烯一种或多种独特性能的纺织品。石墨烯纺织品在导电、防辐射、防紫外线、抗菌、特殊防护和智能织物等方面具有广阔的应用前景。据了解，目前一些家纺企业已经开始工业化应用石墨烯，并成功制造出具有超强低温远红外、抗菌抑菌等多种功能的石墨烯保健品，对改善微循环、促进新陈代谢起到了至关重要的作用。

据业内人士透露，石墨烯在智能纺织品领域也取得了很大进展。选择石墨烯应用于智能纺织领域的原因是石墨烯具有良好的导热性。由于石墨烯的电热转换效率可以达到99%，石墨烯相对于其他毛发材料具有绝对优势。其次，传统电阻丝产生热量，容易发生短路点火、遇水不安全通电、人体舒适度低等问题。石墨烯嵌入到纤维结构中，扭曲的织物可以支持3.7V的安全电压，加热速率和温度可以根据情况由APP控制。就用户体验而言，安全性和舒适性得到了提高。除了加热速度快之外，它在加热均匀性和加热效率方面优于碳纤维和电阻丝。作为一种石墨烯纺织品，它更具弹性，不怕折叠和洗涤。

中国纺织工业协会新技术推广应用中心主任王黎明表示，在纺织行业，国内企业已经开发出石墨烯复合纤维，并实现了工业化生产，目前处于国际领先地位。“据我所知，美国没有生产石墨烯复合纤维的企业。他们专注于更复杂的领域，如航空航天和储能电池。然而，中国是一个纺织大国，科技实力雄厚。因此，开发石墨烯复合纤维没有问题，具有很大的应用价值。”

然而，专家称石墨烯复合纤维的产业化在中国才刚刚开始。南通约翰逊石墨烯科技有限公司拥有大量的展台专家和客户，他们的技术和产品在业界引起了广泛关注。

据报道，自2009年以来，强生成立了一个由美国、欧盟和中国科学家组成的研发团队，致力于石墨烯的产业化和后续应用研究。经过8年多的不懈努力和深入研究，单层石墨烯的工业化制备以及石墨烯复合功能纤维材料的研究和工业化生产取得了重大突破。最大的突破之一是石墨烯原材料成本的大幅降低。

“当我们决定发展石墨烯产业时，我们坚定地决定将原材料控制在自己手中。”南通强生董事长沙晓林告诉记者，进入石墨烯领域时，原材料都是从美国进口的，“价格比黄金每克500元还要高。现在，在我们研究团队的不断努力下，每克只需要1元。”

强生公司多年来成功研究了最新的全球石墨烯原料制备技术。最大的进步在于采用常温常压插层剥离生产工艺，生产工艺流程短，效率高，产品单层率高，成本低，生产过程绿色环保。"这也是颠覆原材料成本的关键."沙晓琳说。

据了解，石墨烯原料的制备工艺和技术已通过中国上海科技信息研究所的审查，并拥有完全的知识产权。相应的石墨烯系列产品已被国内外第三方权威机构证明，单层率达到99%的先进水平。他还通过了中国工程院院士、上海大学孙教授领导的专家委员会的评审，认为强生公司的石墨烯生产工艺和技术达到了国际先进水平。

沙晓林表示，他不仅掌握了让石墨烯纤维飞入寻常百姓家的国际前沿技术，还必须着眼于打造国际石墨烯品牌的长期梦想。

目前，强生公司已经拥有年产10吨的石墨烯原料生产线。它已经稳定运行和正常生产一年多了。它计划建造一条年产100吨的石墨烯原料生产线。它还计划在今年5月投入生产。

中国是世界上的纺织大国，年产各类纤维近5000万吨，化纤产量占世界总产量的70%。涤纶、锦纶等常规品种的技术和规模都是世界领先的。然而，由于普遍存在严重的均质化和产品逃逸问题，近年来产业效益不高，常规化纤等传统产业转型迫在眉睫。

近年来，强生公司将石墨烯复合纤维的开发和应用作为石墨烯应用的突破口和制高点。因此，强生石墨烯将石墨烯复合功能纤维的开发和产业化作为最重要的课题和任务。此外，提出了“7+7”发展规划，即7种纤维与常规化学纤维复合，7种纤维与特种纤维复合。

目前，强生石墨烯复合尼龙、聚酯和氨纶已经工业化生产，石墨烯复合高强度聚乙烯、芳纶和碳纤维等高端复合纤维的研发取得重要进展。石墨烯复合功能纤维的广泛推广和应用将对中国纺织工业的转型升级起到重要的推动作用。

约翰逊·凯里石墨烯复合纤维具有优异的抗菌和抑菌功能:对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和革兰氏细菌的24小时杀菌率达到99.9%。

超强防螨和防螨功能:尘螨是引起哮喘、过敏性鼻炎、湿疹甚至窒息的重要过敏原。约翰逊-克里石墨烯复合纤维24小时螨虫清除率达到95%的一级标准(三级60%，二级80%)。以及超强的远红外加热功能、超强的抗紫外线功能、超强的耐热性和耐磨性。

中国石墨烯产业联盟教授李意淳表示，目前中国石墨烯产业炒作较多，产业化程度较低。加速石墨烯的工业应用是关键。因此，一方面，强生石墨烯在石墨烯原料的生产技术上不断深入研究和开发，大大提高了质量，降低了成本。目前，强生公司的石墨烯成本已降至国外产品的三十分之一。同时，由于石墨烯原料成本低的优势，复合纤维的价格更接近中国纺织纤维市场的需求。

沙晓林表示，“强生石墨烯复合纤维必将为中国纺织业的转型升级做出重要贡献。”

"作为一个新事物，石墨烯还需要为纺织原料设定市场准入标准."王黎明表示，石墨烯的“民用”国家标准正在推广。