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近年來，作為前沿新材料的新型碳材料行業(yè)處在高速發(fā)展階段，而我國也成為全球最大的碳材料生產(chǎn)和消費(fèi)國家之一。隨著消費(fèi)需求的與日俱增，行業(yè)規(guī)模也隨之擴(kuò)大，國內(nèi)新型碳材料企業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新方面也逐漸成熟，有部分企業(yè)的研究實(shí)力已經(jīng)達(dá)到了國際領(lǐng)先水平。

創(chuàng)新引領(lǐng)高質(zhì)量發(fā)展，坐落在廣州科學(xué)城粵港澳創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)創(chuàng)造地帶的廣州墨羲科技有限公司（簡(jiǎn)稱“墨羲科技”），圍繞高石墨烯化三維互聯(lián)的碳材料進(jìn)行多年研究，開發(fā)出一種名為“三維介孔微晶碳”的材料，近期在市場(chǎng)上引起廣泛關(guān)注。

升級(jí)版石墨烯，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)

世界上最堅(jiān)硬的三種物質(zhì)之一，被稱為未來革命性材料的石墨烯具有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)特性，在材料學(xué)、微納加工、能源、生物醫(yī)學(xué)和藥物傳遞等方面具有重要的應(yīng)用前景。

有數(shù)據(jù)表明，2022年，全球石墨烯市場(chǎng)規(guī)模為3.37億美元，比2021的2.696億美元有所增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)2022年到2029年，全球石墨烯市場(chǎng)將以30.5%的極高復(fù)合年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)，2029年市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到21.722億美元。

雖說石墨烯具有優(yōu)異的性能，但它的二維結(jié)構(gòu)，在力學(xué)上存在不穩(wěn)定性，在溶液中往往會(huì)發(fā)生聚集，變回石墨；材料應(yīng)用往往需要大量構(gòu)筑成宏觀三維結(jié)構(gòu)又能穩(wěn)定保持納米特性的材料。因此，人們把目光放在了如何將二維的石墨烯改變?yōu)槿S空間結(jié)構(gòu)，即三維介孔微晶碳。

用技術(shù)創(chuàng)新蹚出“蝶變”之路，墨羲科技研發(fā)出三維介孔微晶碳，由大量納米到微米級(jí)別的石墨烯晶體共價(jià)互聯(lián)成三維結(jié)構(gòu)，片與片之間形成獨(dú)特的納米介孔結(jié)構(gòu)（~10nm）和超強(qiáng)的穩(wěn)定彈性體結(jié)構(gòu)（100Mpa壓力下不損壞，可回彈）。

除了具有二維石墨烯的特性之外，三維介孔微晶碳在此之上還具有介孔材料和多孔納米材料的特性，極大擴(kuò)展了該材料的應(yīng)用范圍和效果。同時(shí)和碳管、碳黑、活性炭等碳材料對(duì)比，其孔體積、石墨化程度和比表面積綜合參數(shù)更顯獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

另外，墨羲科技還自研出PECVD技術(shù)及配套工藝設(shè)備，實(shí)現(xiàn)以純氣體為原料，無需模板、無需催化劑、自組裝大規(guī)模制備三維介孔微晶碳材料，能實(shí)現(xiàn)噸級(jí)產(chǎn)能。

據(jù)了解，這項(xiàng)技術(shù)采用獨(dú)有的低成本、環(huán)保、自動(dòng)化、宏量制備的工藝，是目前已知的世界首項(xiàng)可以大規(guī)模量產(chǎn)三維介孔微晶碳材料的技術(shù)。

應(yīng)用前景廣闊，未來將開發(fā)新領(lǐng)域

作為又一種新型材料，未來三維介孔微晶碳材料能否真正實(shí)現(xiàn)廣泛的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，墨羲科技創(chuàng)始人陳劍豪博士告訴維科網(wǎng)編輯，由于其具有顛覆性的介孔微結(jié)構(gòu)，作為“導(dǎo)電骨架”，具有與其它納米材料復(fù)合的高度可擴(kuò)展性，應(yīng)用領(lǐng)域廣闊。

目前，除已實(shí)現(xiàn)研發(fā)定型的氫燃料電池催化劑碳載體、鋰電硅基負(fù)極新型多功能添加劑、石墨烯復(fù)合陶瓷膜外，在研的生物醫(yī)藥載體、防腐功能涂料、石墨烯復(fù)合塑料等領(lǐng)域存在極大的潛力。

譬如，在鋰電池硅基負(fù)極應(yīng)用上，三維介孔微晶碳作為彈性體添加劑加入高硅負(fù)極材料，可以有效抑制硅氧材料膨脹和粉化，使得高硅負(fù)極全電池循環(huán)性能大幅提升。根據(jù)國內(nèi)鋰電頭部廠商的試用情況反饋，三維介孔微晶碳是首個(gè)可以輔助硅氧摻雜量提升至40%以上保持循環(huán)性能的材料，其性能還可提升優(yōu)化。

而作為氫燃料電池催化劑，三維介孔微晶碳材料在耐久性等方面的性能大幅超越現(xiàn)有國內(nèi)外碳材料，且已進(jìn)入產(chǎn)品中試階段。

與陶瓷過濾膜復(fù)合，三維介孔微晶碳材料在復(fù)合膜成本、通量、耐污性等方面有大幅提升，現(xiàn)已跟國內(nèi)多家陶瓷膜頭部廠商展開聯(lián)合研發(fā)，且已有廠家進(jìn)行到了中試階段。

在生物醫(yī)藥領(lǐng)域，利用三維介孔微晶碳作為納米藥物顆粒遞送緩釋載體平臺(tái)，可讓藥物更容易進(jìn)入細(xì)胞，實(shí)現(xiàn)藥物的緩釋，大幅提升療效，創(chuàng)造全新價(jià)值。

陳劍豪表示，去年，墨羲科技才啟動(dòng)商業(yè)化銷售；今年，在新能源、環(huán)保醫(yī)藥、工業(yè)應(yīng)用這幾個(gè)高價(jià)值領(lǐng)域會(huì)產(chǎn)生一些百萬級(jí)別的訂單。未來，公司還將以材料量產(chǎn)為基礎(chǔ)，加速多個(gè)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)落地，如石油化工，催化應(yīng)用等新領(lǐng)域。

關(guān)于墨羲科技

廣州墨羲科技有限公司以納米創(chuàng)新高科技技術(shù)研發(fā)與生產(chǎn)為主營業(yè)務(wù)，是一家擁有石墨烯產(chǎn)業(yè)化核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)和持續(xù)創(chuàng)新的高新技術(shù)企業(yè)。

目前，墨羲科技研發(fā)經(jīng)費(fèi)投入超4000萬元，總部位于廣州市黃浦區(qū)粵港澳創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)創(chuàng)造地帶，總面積超3000平方米，有實(shí)力雄厚的專業(yè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)，在石墨烯材料、機(jī)械設(shè)計(jì)、自動(dòng)化設(shè)計(jì)、PECVD技術(shù)和新能源技術(shù)等領(lǐng)域具有豐富的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，取得了一系列領(lǐng)先的技術(shù)成果。