6月6日，全球首條紡絲級(jí)單層氧化石墨烯十噸生產(chǎn)線在杭州試車成功。當(dāng)天，國(guó)際石墨烯產(chǎn)品認(rèn)證中心為該生產(chǎn)線生產(chǎn)的單層氧化石墨烯及其應(yīng)用產(chǎn)品多功能石墨烯復(fù)合纖維，分別頒發(fā)了全球首個(gè)產(chǎn)品認(rèn)證。
這條生產(chǎn)線是將浙江大學(xué)高超教授團(tuán)隊(duì)的成果轉(zhuǎn)化并建設(shè)的。高超表示，石墨烯是國(guó)家重點(diǎn)支持的戰(zhàn)略前沿和新興材料產(chǎn)業(yè)，長(zhǎng)期以來(lái)，高品質(zhì)單層石墨烯粉體類原料無(wú)法量產(chǎn)，這使得石墨烯的諸多優(yōu)異性能無(wú)法充分發(fā)揮，產(chǎn)業(yè)化之路困難重重。
生產(chǎn)線試車成功，標(biāo)志著高超和他的團(tuán)隊(duì)在全單層反應(yīng)、高效分離提純、粉末再溶解等十多項(xiàng)科學(xué)技術(shù)工程難題上的突破：該團(tuán)隊(duì)掌握了國(guó)際原創(chuàng)的全套量產(chǎn)技術(shù)。
46歲的高超，是目前國(guó)內(nèi)高分子材料研究領(lǐng)域的“萬(wàn)人計(jì)劃”領(lǐng)軍人物，尤其在有著“改變21世紀(jì)的材料”之稱的石墨烯領(lǐng)域碩果累累。
高超是土家族人，浙江大學(xué)求是特聘教授、博士生導(dǎo)師、高分子科學(xué)研究所所長(zhǎng)，浙江省科協(xié)第十屆委員會(huì)委員、常委，浙江大學(xué)學(xué)術(shù)委員會(huì)委員。憑借優(yōu)秀的教學(xué)能力、杰出的科研成果和大量的研發(fā)專利，高超獲評(píng)第十二屆“浙江省青年科技獎(jiǎng)”。
早在中學(xué)時(shí)期，高超就對(duì)化學(xué)有特別的興趣。因?yàn)橄矚g，所以會(huì)去深入了解。“那時(shí)就知道有機(jī)化工，特別是有機(jī)高分子材料，如塑料、橡膠、纖維等。”高超說(shuō)，它既與科學(xué)有關(guān)，又與工程相關(guān)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)行業(yè)都有重要用途。
因?yàn)閷?duì)化學(xué)情有獨(dú)鐘，高超在填報(bào)高考志愿時(shí)毫不猶豫地選擇了化學(xué)。1998年，高超從湖南大學(xué)碩士畢業(yè)，來(lái)到上海交通大學(xué)攻讀博士，后來(lái)留校任教。此后，他又先后去英國(guó)、日本和德國(guó)留學(xué)。
“這是個(gè)人興趣和職業(yè)選擇的完美結(jié)合。”現(xiàn)在回憶起少年時(shí)的選擇，高超仍倍感自豪與幸福。他說(shuō)，當(dāng)科學(xué)家是他兒時(shí)的夢(mèng)想，一路堅(jiān)守科研道路，既實(shí)現(xiàn)了當(dāng)年的夢(mèng)想，又在不斷探索中打開(kāi)了新天地。
2008年，高超來(lái)到浙江大學(xué)，組建起自己的科研團(tuán)隊(duì)。他選擇高分子基納米化學(xué)與材料作為研究方向，并聚焦于石墨烯的基礎(chǔ)研究與應(yīng)用開(kāi)發(fā)。高超認(rèn)為，在所有納米碳材料中，石墨烯是最有前景的。高超表示，石墨烯具有優(yōu)異的機(jī)械、電化學(xué)和熱學(xué)性能，在柔性器件、智能機(jī)器人、航空航天等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。
敢于突破科研慣性的高超，很快就在這一領(lǐng)域脫穎而出。
迄今為止，高超團(tuán)隊(duì)取得了高強(qiáng)、高導(dǎo)電石墨烯纖維，高導(dǎo)熱超柔性石墨烯薄膜，石墨烯纖維無(wú)紡布，全天候超快長(zhǎng)循環(huán)鋁-石墨烯電池，多功能石墨烯織物，高可拉伸全碳?xì)饽z彈性體，超彈性石墨烯氣凝膠微球等眾多研究成果。
他們制備出的超輕氣凝膠“石墨烯氣凝膠”，是目前世界上已知最輕的固體材料，“即使把它壓在狗尾草上，也不會(huì)壓彎狗尾草的毛尖”。這項(xiàng)材料獲得2013年吉尼斯世界最輕材料的紀(jì)錄認(rèn)證，并入選2013年中國(guó)十大科技進(jìn)展新聞。
高超團(tuán)隊(duì)研制出的短短幾秒便可完成充電的超柔性“新型鋁—石墨烯”電池，具有“全天候超快長(zhǎng)循環(huán)”性能，可以在零下40攝氏度到120攝氏度的環(huán)境中工作。這種電池能在零下30攝氏度和120攝氏度的環(huán)境中，分別實(shí)現(xiàn)1000次充放電和4.5萬(wàn)次充放電，為未來(lái)鋁離子電池在極端溫度下的使用打下基礎(chǔ)。
新型材料“石墨烯膜”解決了宏觀材料高導(dǎo)熱和高柔性不能兼顧的世界性難題，其最高2053瓦/每米每度的導(dǎo)熱率，可媲美目前世界上導(dǎo)熱最有優(yōu)勢(shì)的材料金剛石，創(chuàng)造了宏觀材料導(dǎo)熱率的新紀(jì)錄。
在研究中，高超團(tuán)隊(duì)不斷提升石墨烯宏觀組裝材料的電、熱、力、光電、電磁屏蔽等性能。他們發(fā)現(xiàn)的石墨烯液晶現(xiàn)象，還打開(kāi)了新的研究方向，憑借這一現(xiàn)象，高超領(lǐng)銜的課題組，也找到了低成本制備單層石墨烯的捷徑，突破了石墨烯工業(yè)化難題。
目前，高超及其團(tuán)隊(duì)在《自然-通訊》（Nat.Commun.）、《先進(jìn)材料》（Adv.Mater.）等雜志上發(fā)表的SCI收錄文章有200余篇，他引1萬(wàn)余次，獲授權(quán)中國(guó)發(fā)明專利60多項(xiàng)。高超還是《納微快報(bào)》（Nano-Micro Lett.）、《中國(guó)科學(xué)：化學(xué)》、《功能高分子學(xué)報(bào)》等期刊的編委，中國(guó)能源學(xué)會(huì)專家委員會(huì)委員。
值得一提的是，這位在科研道路上碩果累累的學(xué)者，還是一位努力進(jìn)行科研成果產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的創(chuàng)業(yè)者。高超希望，通過(guò)成果的轉(zhuǎn)化，“一方面證明科學(xué)研究的價(jià)值，同時(shí)能推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步、促進(jìn)人類的文明發(fā)展”。
據(jù)悉，高超團(tuán)隊(duì)試車成功的紡絲級(jí)單層氧化石墨烯生產(chǎn)線，目前生產(chǎn)的產(chǎn)品單層率大于99%。“能夠支撐起多樣化的下游應(yīng)用。”高超表示，有了高品質(zhì)原料的穩(wěn)定供應(yīng)，將有助于石墨烯科學(xué)研究及下游應(yīng)用的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，并加速進(jìn)入有序、高質(zhì)、高速的發(fā)展軌道。
(責(zé)任編輯：蘇玉梅)
