新材料與產業技術北京研究院最新成果問世

　　技術創新，雖難和不易，但卻能給整個行業甚至更多領域帶來全新的未來。在當前節能環保的大背景下，在新能源領域技術創新的成果更顯意義不凡，一旦有所突破，不僅可以帶動相關產業升級，亦能給國人工作生活帶來翻天覆地的變化。最近，新材料與產業技術北京研究院最新成果——石墨烯電熱轉化技術及相關產品問世，就很具有代表性。

　　世界的關注、國內市場的需求、民眾工作生活的渴求……一系列因素讓節能環保這一能源和環境課題使命變得更為重要。近年來，隨著政府大力支持和相關政策的接連出臺，我國新能源領域的技術創新取得巨大突破，此次新材料與產業技術北京研究院最新成果，即是在清潔能源電采暖領域的一大典型。

　　創新不斷 技術為先

　　眾所周知，作為目前發現的最薄、最堅硬、導電導熱性能最強的一種新型納米材料，石墨烯被稱為“新材料之王”，有些科學家甚至預言石墨烯將“徹底改變21世紀”。這正是因為石墨烯具有優異的導電性，由于其密度較低，與其它材料復合時，只需要添加很少的量就有望顯著提高導電性，從而開發出優異電熱轉換性能的石墨烯電熱功能涂料。

　　然而，早前石墨烯在開發應用中并非一帆風順，如用時存在分散困難的問題，嚴重制約其優異性能的發揮，這些也是制約石墨烯廣泛應用的一個行業難題。

　　一直以來，作為一家以實現高新技術產業化為目標的研究院，新材料與產業技術北京研究院將納米材料制備及產業化技術研究等作為主要研究課題，并形成了一套完善的科研管理體系和方法，確立了在新材料研發及產業化方面的技術優勢。

　　此次新材料與產業技術北京研究院憑借其在納米材料應用方面的先進技術，從利用石墨烯優異的導電導熱性為切入點，集合納米分散和水性環保技術，解決了納米材料在實際應用中團聚影響性能發揮的技術難題，最終研發出性能優良的水性電熱油墨技術及產品，贏得了社會各界及媒體、民眾的高度關注。

　　近期，新材料與產業技術北京研究院在接受媒體采訪時就提到，最新研發的水性油墨，以水為溶劑，電熱油墨生產過程中不使用有機溶劑，無環境污染問題，同時產品綠色環保，使用中無任何有害物質排放。通過對基體樹脂進行親水化處理、基材電暈處理，保證電熱油墨在各種基材上具有優異的附著力和印刷適應性，從根本上彌補了“使用壽命短”、“穩定性低”、“附著力不好”、“流平性差”等不足。

　　新材料與產業技術北京研究院技術總監還進一步指出，若水性樹脂與石墨烯分散不均，會存在結構上的缺陷，形成雜亂的導電網絡，導電通路受限，大大降低導電性。為此，研究院專有納米分散技術，采用獨特的穩定表面活性劑，通過化學處理和物理分散相結合的方法，解決了石墨烯在水性樹脂中的團聚、分散性差的問題。

　　其次，通過在石墨烯與石墨烯之間添加炭黑與碳納米管形成三維納米結構層的方法，從根本上解決了石墨烯電熱膜長時間使用后發生的再石墨化從而導致電熱轉換功率衰減的大難題 (見圖1)。炭黑呈顆粒狀，可看成零維納米材料；碳納米管成線棒狀，屬于一維納米材料；而石墨烯呈片狀，是典型的二維納米材料。這三類材料結合在一起，搭接成了我們研究院獨有的三維碳納米發熱體。這幾種材料形成骨架式網絡，由單純的面面接觸變為點點接觸，點線接觸，線面接觸，面面接觸相結合的方式，增加了通路的同時，增大了電阻穩定性。互相固定互相制約的同時，為自由電子創造了很大的進出空間，降低了石墨烯工作時存在的再石墨化效應，緩解了電導衰減，使得產品發熱性能長久保持穩定。

　　記者發現，最新型水性電熱油墨是由水性樹脂、碳納米材料等配制而成，具有低阻值、高附著力、環保低成本等多個特點。由于水性石墨烯電熱油墨無毒無害、安全持久、性能優良，可制成電熱膜、電熱墊、電熱壁畫、電熱毯、電熱理療器等相關產品，固可在室內采暖、工業保溫、養殖、孵化、食用菌培養等行業領域廣泛應用。例如研究院由技術成果延伸而來的石墨烯電熱轉化膜、石墨烯遠紅外壁畫等等產品，與老百姓的實際生活契合度就很高。

　　在談及石墨烯電熱轉化膜、石墨烯遠紅外壁畫、石墨烯遠紅外電熱墊等主要產品特點時，新材料與產業技術北京研究院技術人員介紹，將石墨烯電熱油墨印刷在經過表面處理的聚酯薄膜上制成石墨烯電熱轉化膜，再制成各種創新產品，通電后，升溫速度快，1min即可達到預定溫度并穩定。電熱轉換效率高達98%以上，電熱輻射轉換效率68%以上，節能效率高。使用壽命長，可與建筑物同壽命，功率衰減低于1%；發熱均一，電熱膜表面溫度不均勻度低于2°C。與普通產品相比，具有使用壽命長、省電、安全可靠等優點。石墨烯電熱油墨固化后，通電可產生遠紅外線輻射，波長范圍在5-20mm，具有保健養生的作用。熱量輻射至空間，由下至上進行熱傳導，自然均勻的升高室內溫度，達到頭涼腳暖的最佳的人體熱舒適感。同時，不會出現傳統電熱產品局部過熱或不熱以及長期使用干燥不舒適的問題。

　　可以看到，水性石墨烯電熱油墨集合了研究院在納米制作、納米分散、納米材料復合研究等領域多項ZL及專有技術，對后續產品的性能至關重要。研究院方面所提到的水性石墨烯電熱油墨的制備核心技術擁有分散均勻穩定性好、高導電機制、高附著力等多個特點，也在產品中得以良好的體現。

　　積極迎合市場 迎接全新未來

　　技術先進、性能優越的創新產品必然有廣闊的市場，相比于目前市面上的類似產品，新材料與產業技術北京研究院創新科技成果具有多層面的功能和性價比優勢，在巨大的電加熱產品市場面前，更顯前景遼闊。

　　據新材料與產業技術北京研究院透露，目前研究院項目技術已經十分成熟，不存在新技術開發的不可知風險。同時響應國家節能環保政策，采用最先進的納米技術和納米材料，并建成完整的石墨烯電熱油墨和電熱膜生產線，可開發滿足市場需要的高品質產品，并很快投入市場，積極應用到建筑物采暖、農業培育、工業保溫、居家生活等多個領域。

　　這意味著，面對著年需求總量約6.4億平方米廣闊市場，新材料與產業技術北京研究院創新技術產品入市即可取得巨大的市場份額，占據重要地位。無疑，這對發熱、發電、供暖等能源類合作企業的經濟效益有著巨大幫助。

　　可以預見，新材料與產業技術北京研究院必然會和更多合作企業一起，用創新技術和最新產品，在有著新需求的廣闊市場中收獲更多碩果，以及共同為改善環境、推進新能源建設和發展做出貢獻，并由此引領整個業界走向全新的未來。