一段20年的石墨烯科研微觀史——墨潤(rùn)

2010年，英國(guó)曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫以“在二維石墨烯材料的開(kāi)創(chuàng)性實(shí)驗(yàn)”共同獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。此后，石墨烯概念逐漸為大眾所熟知，石墨烯產(chǎn)品也如雨后春筍般紛紛涌現(xiàn)，鋪天蓋地席卷而來(lái)。

經(jīng)過(guò)近幾年的發(fā)展，石墨烯在復(fù)合材料（功能涂料、塑料、橡膠等領(lǐng)域的添加劑改性）、鋰電池導(dǎo)電添加劑、智能內(nèi)暖服飾等領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)化發(fā)展方面取得了突破性進(jìn)展。特別是在潤(rùn)滑油領(lǐng)域，利用石墨烯超凡潤(rùn)滑、高強(qiáng)度的物理特性研制出的石墨烯發(fā)動(dòng)機(jī)保護(hù)劑，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)并投入市場(chǎng)。

不要驚訝，石墨烯優(yōu)異的性能使其在眾多領(lǐng)域具有應(yīng)用價(jià)值，是未來(lái)最具潛力的先進(jìn)材料之一。因此早在2010年之前，中國(guó)科研界就已經(jīng)展開(kāi)了對(duì)石墨烯材料的研究，研發(fā)成果后來(lái)居上，甚至可以說(shuō)走在了國(guó)際前沿，因?yàn)樵谥袊?guó)，踐行幾十年如一日工匠精神的科研人員大有人在。

墨潤(rùn)，一段20年的石墨烯科研微觀史

廣東東莞市天潤(rùn)電子材料有限公司的董事長(zhǎng)紀(jì)玉信帶領(lǐng)他的團(tuán)隊(duì)在石墨應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)探索了20多年。1997年3月，紀(jì)玉信成立了天潤(rùn)公司，當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)沒(méi)有與石墨相關(guān)的科研機(jī)構(gòu)，技術(shù)資料也相當(dāng)匱乏。經(jīng)過(guò)在石墨領(lǐng)域17年的苦苦探索之后，墨潤(rùn)石墨烯發(fā)動(dòng)機(jī)保護(hù)劑在2014年獲得了兩項(xiàng)國(guó)家專(zhuān)利。期間經(jīng)歷的科研險(xiǎn)途，都一一化解在這款名為墨潤(rùn)的石墨烯發(fā)動(dòng)機(jī)保護(hù)劑里。

首先要解決的問(wèn)題是石墨烯大規(guī)模生產(chǎn)的問(wèn)題。諾貝爾物理學(xué)家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫用膠帶紙粘貼獲取石墨烯演化而來(lái)的機(jī)械剝離法，已經(jīng)成為實(shí)驗(yàn)室制備少量石墨烯的常用方法。但依靠這種方法獲得大批量的石墨烯無(wú)法實(shí)現(xiàn)。為了解決這一困難，紀(jì)玉信和他的團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)數(shù)百次試驗(yàn)，獨(dú)創(chuàng)了一條他人沒(méi)有走過(guò)的技術(shù)之路——電化學(xué)插層法，成功制備出大批量的納米級(jí)石墨烯。這種方式生產(chǎn)的石墨烯不含有金屬元素和酸根粒子，可以安全地添加到潤(rùn)滑油中。

然而，納米級(jí)的石墨烯粒子在液體中易團(tuán)聚、易懸浮，如何讓石墨烯粒子均勻分散在機(jī)油中則成了一個(gè)世界性的難題。易團(tuán)聚這一性質(zhì)使它在各個(gè)領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用都遇到瓶頸。如果分散不好，石墨烯良好的抗磨性無(wú)法在潤(rùn)滑油中起到實(shí)際的作用。經(jīng)過(guò)三百多次的試驗(yàn)之后，紀(jì)玉信帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)終于研制出超級(jí)分散劑CF30，由此徹底解決了石墨烯在機(jī)油中懸浮和分散的技術(shù)難題。

最終合成的墨潤(rùn)石墨烯發(fā)動(dòng)機(jī)保護(hù)劑，經(jīng)過(guò)國(guó)家汽車(chē)質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心、交通部汽車(chē)運(yùn)輸行業(yè)能源利用檢測(cè)中心等多個(gè)國(guó)家權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)證，被認(rèn)為在提高燃油效率、減少尾氣排放上有明顯效果。

同時(shí)，長(zhǎng)達(dá)5年的專(zhuān)業(yè)測(cè)試和臺(tái)架試驗(yàn)讓天潤(rùn)公司信心十足。2017年，墨潤(rùn)石墨烯發(fā)動(dòng)機(jī)保護(hù)劑走出實(shí)驗(yàn)室，正式投入市場(chǎng)，受到了汽車(chē)后市場(chǎng)領(lǐng)域的經(jīng)銷(xiāo)商、服務(wù)商以及廣大車(chē)主的追捧。在未來(lái)，天潤(rùn)將對(duì)市場(chǎng)進(jìn)行細(xì)分及促進(jìn)產(chǎn)品差異化，以迎接市場(chǎng)需求多樣化帶來(lái)的挑戰(zhàn)。

一款看似簡(jiǎn)單的工業(yè)產(chǎn)品，依托專(zhuān)業(yè)的科研團(tuán)隊(duì)和開(kāi)拓進(jìn)取的創(chuàng)新精神，將觸角伸入到了納米技術(shù)領(lǐng)域，推動(dòng)石墨烯材料技術(shù)向前發(fā)展，將我國(guó)石墨烯材料產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用上升到一個(gè)新臺(tái)階。