中關(guān)村企業(yè)全球首創(chuàng)“石墨烯表面波探測(cè)技術(shù)”

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碳世紀(jì)的夢(mèng)想是運(yùn)用石墨烯把科學(xué)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，實(shí)現(xiàn)“科學(xué)與技術(shù)讓人們的生活更美好”。

我國(guó)石墨烯應(yīng)用市場(chǎng)將迎來(lái)產(chǎn)業(yè)爆發(fā)期，到2020年將形成千億元級(jí)別市場(chǎng)規(guī)模。未來(lái)石墨烯發(fā)展前景取決于下游應(yīng)用，最大限度利用石墨烯特性研發(fā)高性價(jià)比產(chǎn)品將至關(guān)重要。石墨烯有望成為“十三五”新材料規(guī)劃的重點(diǎn)，但石墨烯行業(yè)整體上還處在產(chǎn)業(yè)化突破的前期。

2016年12月6日，中國(guó)最早從事石墨烯技術(shù)研發(fā)的企業(yè)北京碳世紀(jì)科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱“碳世紀(jì)”）召開(kāi)技術(shù)發(fā)布會(huì)，發(fā)布全球首個(gè)石墨烯高端產(chǎn)業(yè)應(yīng)用——“石墨烯表面波探測(cè)技術(shù)”。這一技術(shù)的問(wèn)世將掀起全球探測(cè)技術(shù)革命。

無(wú)數(shù)次試驗(yàn)后

生成石墨烯應(yīng)用創(chuàng)新技術(shù)

作為一家專精于石墨烯工業(yè)化生產(chǎn)和石墨烯下游應(yīng)用技術(shù)及產(chǎn)品研發(fā)與產(chǎn)業(yè)實(shí)踐的高新技術(shù)企業(yè)，碳世紀(jì)已建成全球首條石墨烯（單層碳原子）噸級(jí)生產(chǎn)線，成功研制了石墨烯光致電推動(dòng)技術(shù)、石墨烯發(fā)動(dòng)機(jī)油節(jié)能改進(jìn)劑、超級(jí)電容器用石墨烯改性活性炭、石墨烯改性塑料、石墨烯空氣凈化系列產(chǎn)品和技術(shù)等。

截至目前，公司已建成兩條年產(chǎn)噸級(jí)的示范生產(chǎn)線，石墨烯產(chǎn)品種類包括粉體和溶液，規(guī)格按片徑大小區(qū)分從一百納米到幾百微米不等，并且實(shí)現(xiàn)了定制生產(chǎn)。

石墨烯是一種碳原子以sp?雜化軌道組成的六角形呈蜂窩巢晶格狀，只有一個(gè)碳原子厚度的二維材料，被稱作是“新材料之王”。

石墨烯表面波探測(cè)技術(shù)是指石墨烯表面形成的波在探測(cè)技術(shù)方面的應(yīng)用。這一技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于具有超高的靈敏度和超快的響應(yīng)速度，無(wú)論是科學(xué)還是技術(shù)領(lǐng)域均在世界上處于領(lǐng)先水平，將發(fā)揮出巨大商業(yè)與社會(huì)價(jià)值，引領(lǐng)全球探測(cè)技術(shù)革命。

該技術(shù)可以替代基于傳統(tǒng)SPR技術(shù)的探測(cè)系統(tǒng)，遠(yuǎn)高于SPR的響應(yīng)速度和靈敏度，為科學(xué)研究提供更加準(zhǔn)確、快捷的數(shù)據(jù)信息，能夠極大地提高探測(cè)技術(shù)在科技、醫(yī)療、安防等行業(yè)中的應(yīng)用效果，甚至幫助特殊人群完成“不可能完成的任務(wù)”。

發(fā)布會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，碳世紀(jì)董事長(zhǎng)閆立群與碳世紀(jì)科學(xué)家以話劇形式分享石墨烯表面波探測(cè)技術(shù)。碳世紀(jì)CTO徐亭博士做石墨烯表面波探測(cè)技術(shù)演示。

碳世紀(jì)研發(fā)人員很早以前就發(fā)現(xiàn)，石墨烯能夠?qū)θ藗儾煊X(jué)不到的外界變化做出反應(yīng)。打個(gè)通俗比方，在1千克的水中放入5毫克的鹽，傳統(tǒng)化學(xué)檢測(cè)幾乎很難檢測(cè)出來(lái)，而靈敏度高出上百倍的石墨烯卻能夠產(chǎn)生反應(yīng)，并通過(guò)特殊的機(jī)理輸出信號(hào)。石墨烯表面波探測(cè)技術(shù)比傳統(tǒng)傳感技術(shù)速度快出成百上千倍。經(jīng)過(guò)了無(wú)數(shù)次試驗(yàn)，碳世紀(jì)才將石墨烯原料打造成一項(xiàng)項(xiàng)具備商業(yè)化應(yīng)用的產(chǎn)品。

石墨烯表面波探測(cè)技術(shù)的具體應(yīng)用包含氣態(tài)應(yīng)用、液態(tài)應(yīng)用和固態(tài)應(yīng)用。

在氣態(tài)應(yīng)用方面，可提供超快、高靈濕度探測(cè)與氣體特異性檢測(cè)。可應(yīng)用到非接觸、無(wú)聲人機(jī)交互系統(tǒng)；非接觸、無(wú)聲安防系統(tǒng)；聾啞人“說(shuō)話”系統(tǒng)；重癥監(jiān)護(hù)系統(tǒng)（呼吸監(jiān)測(cè)）；毒氣、易爆氣體監(jiān)測(cè)；即時(shí)、無(wú)痛疾病診斷；工業(yè)用氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等。 例如聾啞人“說(shuō)話”系統(tǒng)，這一技術(shù)可以探測(cè)到聾啞人口腔濕度細(xì)微的變化，將濕度頻率數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成語(yǔ)言信息，借助音響設(shè)備發(fā)聲，幫助聾啞人用常人的聲音表達(dá)自己。在非接觸、無(wú)聲安防系統(tǒng)的應(yīng)用上，可以針對(duì)每一個(gè)人不同的氣場(chǎng)信息訂制安防方案，提高人身、財(cái)產(chǎn)安全保障。

在液態(tài)應(yīng)用方面，可提供超快、高靈敏分子探測(cè)和單細(xì)胞檢測(cè)，應(yīng)用到蛋白質(zhì)工程、制藥工程、癌癥預(yù)防、血液檢測(cè)、疫苗研發(fā)、抗癌藥物篩選、抗癌藥物機(jī)理研究等。運(yùn)用這一技術(shù)，可以即時(shí)探測(cè)到癌癥細(xì)胞的一舉一動(dòng)，為醫(yī)生提供準(zhǔn)確、快捷的病理信息，提高對(duì)患者用藥量的準(zhǔn)確度，達(dá)到更有效的治療效果。

在固態(tài)應(yīng)用方面，可提供超快的二維材料厚度測(cè)量和二維材料品質(zhì)鑒定，應(yīng)用到石墨烯測(cè)量與鑒定、其他二維材料測(cè)量與鑒定和單分子層、膜材料測(cè)量與鑒定。

發(fā)布會(huì)上，業(yè)界人士對(duì)石墨烯表面波探測(cè)技術(shù)給予了很高的評(píng)價(jià)?！斑@在石墨烯領(lǐng)域是非常高端的技術(shù)，同時(shí)給探測(cè)技術(shù)帶來(lái)的是顛覆性的變革，”一參會(huì)嘉賓表示。

商業(yè)定制化石墨烯產(chǎn)品是大勢(shì)所趨，石墨烯原料供應(yīng)商需要與下游應(yīng)用商緊密合作，一起開(kāi)發(fā)石墨烯的下游應(yīng)用，定制化的石墨烯產(chǎn)品將成為主流。

這也是碳世紀(jì)在走的一條路徑。

就整個(gè)市場(chǎng)而言，石墨烯應(yīng)用目前仍停留在開(kāi)發(fā)階段，尚未有大規(guī)模應(yīng)用的“爆款”產(chǎn)品出現(xiàn)。碳世紀(jì)走在了最前面。除了此次發(fā)布的石墨烯表面探測(cè)波技術(shù)外，第一款石墨烯空氣凈化器、石墨烯節(jié)油制劑等的相繼發(fā)布，讓碳世紀(jì)在石墨烯產(chǎn)業(yè)化道路上羽翼漸豐。

石墨烯產(chǎn)業(yè)應(yīng)用

未來(lái)空間無(wú)限

聽(tīng)懂聾啞人“說(shuō)話”，是碳世紀(jì)通過(guò)石墨烯表面波探測(cè)技術(shù)，給我們帶來(lái)的一大驚喜。

發(fā)布會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，碳世紀(jì)工作人員邀請(qǐng)聾啞人趙萬(wàn)才，走到臺(tái)上，對(duì)著儀器一側(cè)的小窗口張口“說(shuō)話”，兩秒鐘后，臺(tái)上傳來(lái)了“大家好，我是趙萬(wàn)才”的聲音。雖然他的聲音最終通過(guò)機(jī)器形式演繹出來(lái)，但這確實(shí)給所有聾啞人士帶來(lái)了一個(gè)希冀：他們可以與家人朋友展開(kāi)“有聲”的交流。其實(shí)，趙萬(wàn)才并沒(méi)有發(fā)出聲音，探測(cè)儀也并非真的“聽(tīng)”到了他的話語(yǔ)。碳世紀(jì)首席技術(shù)官徐亭對(duì)記者指出，聾啞人嘗試說(shuō)話時(shí)，雖然無(wú)法通過(guò)聲帶振動(dòng)發(fā)出聲音，但卻會(huì)和健全人說(shuō)話時(shí)一樣，會(huì)產(chǎn)生濕潤(rùn)的氣流。在探測(cè)窗口的傳感器上有一層石墨烯膜，它能夠捕捉到人們說(shuō)話時(shí)嘴中氣體濕度的細(xì)微變化。隨后，后臺(tái)的識(shí)別程序能夠?qū)l(fā)出不同詞句時(shí)的濕度頻率數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成相對(duì)應(yīng)的語(yǔ)言信息，借助音響設(shè)備發(fā)聲，就能幫助聾啞人用常人的聲音表達(dá)自己，讓人們“聽(tīng)”懂聾啞人說(shuō)話了。

除了讓聾啞人“說(shuō)話”外，碳世紀(jì)還將石墨烯表面波探測(cè)技術(shù)應(yīng)用到更為廣闊的場(chǎng)景之中。閆立群對(duì)記者談到，“未來(lái)，人們還可以通過(guò)這項(xiàng)技術(shù)即時(shí)探測(cè)到癌癥細(xì)胞的一舉一動(dòng)，為醫(yī)生提供準(zhǔn)確、快捷的病理信息，提高對(duì)患者用藥量的準(zhǔn)確度，達(dá)到更有效的治療效果。”

“指紋、聲音容易復(fù)制，可是每個(gè)人說(shuō)話時(shí)的濕度頻率是獨(dú)一無(wú)二并且難以仿制的?！边@也成了石墨烯應(yīng)用于安防領(lǐng)域的殺手锏。

“把石墨烯做成膜還是做成塊，用刀切還是用激光切，用聲音還是重量、電去刺激它……每一種都要去嘗試。窮極一切可能來(lái)探索它的性能，你會(huì)獲得無(wú)數(shù)個(gè)或有趣的結(jié)果。而在海量的結(jié)果里找到最有價(jià)值、有市場(chǎng)前景的方向并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)它，是從‘科到‘技最難的地方?！毙焱?qiáng)調(diào)。

閆立群強(qiáng)調(diào)，2017年，石墨烯表面探測(cè)波技術(shù)將逐步與安防、生物醫(yī)藥、氣體探測(cè)等領(lǐng)域企業(yè)合作，探索進(jìn)一步落地應(yīng)用。

2017年中國(guó)將頒布石墨烯國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。另外，北美地區(qū)以及歐洲都將對(duì)石墨烯行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)做進(jìn)一步明確，這無(wú)疑對(duì)石墨烯市場(chǎng)的發(fā)展起到積極推動(dòng)作用。

閆立群表示，科學(xué)指發(fā)現(xiàn)與突破，技術(shù)是要轉(zhuǎn)為生產(chǎn)力，改變?nèi)藗兊纳?。碳世紀(jì)始終堅(jiān)持并踐行的一份夢(mèng)想就是運(yùn)用石墨烯把科學(xué)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，真正的實(shí)現(xiàn)“科學(xué)與技術(shù)讓人們的生活更美好”。