石墨烯有望在道路交通领域全面应用

2022年1月15日，记者从兰州市科技局了解到，由中科院兰州化物所与甘肃路桥建设集团合作开展的石墨烯改性沥青研究，经过一年多的技术攻关和论证，中科院兰州化物所自主开发的低成本石墨烯材料不仅能够显著改善SBS改性沥青的路用性能，而且成本增幅较低，为石墨烯在道路交通领域的全面应用奠定了基础和方向，具有规模化应用的前景。

高等级公路作为国家现代化发展、一带一路建设等方面重要的基础设施，对于全球化经济迅速发展的今天至关重要。改性沥青作为高质量公路的决定性因素，已经成为道路交通建设的战略性产业。

甘肃省是丝绸之路经济枢纽的重要中心，也是连接欧亚大陆桥和沟通西南、西北交通枢纽的关键战略中心。为加速推进我省高等级公路的全面建设和深入贯落实省政府关于石墨烯改性沥青产业指示精神，以及省政府国资委关于“加强与中科院一院三所对接合作，尽快建立科技成果转移转化协调机制的安排部署。中科院兰化所与甘肃路桥建设集团合作开展石墨烯改性沥青的研究，经过一年多的技术攻关和论证证明，中科院兰州化物所自主开发的低成本石墨烯材料不仅能够显著改善SBS改性沥青的路用性能，而且成本增幅较低，具有规模化应用的前景。

自2009年开始，中科院兰州化物所清洁能源化学与材料实验室先后开展氧化石墨烯、石墨烯等低维材料的规模化制备及应用研究，并掌握了高品质低成本石墨烯合成的关键技术，在高附加值石墨、石墨烯、氟化石墨烯制备方面取得了突破性成果。该团队已承担中科院“百人计划”项目、国家自然科学基金、中科院洁净能源创新研究院联合基金、国防“863”项目、国防基础科研项目、军委科技委前沿科技创新项目及中科院兰州化物所“十二五”、“十三五”规划重点培育项目、STS区域重点项目等课题，并发表SCI论文150余篇，授权国家发明及实用新型专利10余件。

据中科院兰州化物所清洁能源化学与材料实验室杨娟介绍，针对高品质低成本规模化石墨烯材料的制备技术，课题组开发了一种温和可控的石墨预扩层技术，降低了原料投入以及三废排放，实现了低成本、安全可控生产。课题组还致力于氧化石墨烯/石墨烯产品的规模化制备和应用推广，开发出基于高效液相萃取提纯的氧化石墨烯制备技术，设计出10吨/年生产工艺包，授权国家发明专利6件。研究团队在已有技术基础上，发现了一种新的膨胀石墨和插层石墨烯制备方法，该方法能够实现多品位产品生产。

据了解，该实验室2018年与甘肃路桥建设集团达成合作协议，就氧化石墨烯/石墨烯改性沥青方面开展了深入合作，氧化石墨烯/石墨烯对改性沥青性能提升显著，氧化石墨烯/石墨烯作为改性添加材料具有重大应用前景。有关结果也获得了兰州市科技计划项目《石墨烯改性沥青联合研发中心》以及中科院STS区域重点项目《氧化石墨烯／石墨烯增强SBS改性沥青路面的应用与示范》等项目的支持。同时，在嘉峪关建成了石墨烯性沥青生产线，并在G312线七墩至瓜州公路工程段实施试验路的铺筑和建设任务建成了2公里的高速公路试验应用示范路段，全面的加速和推进石墨烯改性路面的建设和应用。

目前，针对科技目标已经完成相关产品的关键指标任务，在产品技术升级方面，中科院进一步拓展了其他改性沥青的石墨烯增强产品，相关性能也获得了合作企业的认可。从而就石墨烯改性沥青方面与企业建立了良好长期合作意向，并针对石墨烯在道路材料方面的研发部署了二期的战略合作协议，同时，受到甘肃省各级部门的重视和支持，甘肃省工信厅、科技厅、国资委、交通运输厅、省公交建集团等相关部门计划全面推进石墨烯材料在道路交通领域的应用。

石墨烯材料作为改性沥青新型的添加剂，依托该项目在道路交通领域应用和实施，从原料成本、工艺生产、路用性能等的中试测试方面开展了深入的研究，为石墨烯材料进行道路交通领域的应用奠定了良好的研究基础和测试平台。同时，通过该项目论证了石墨烯应用的可行性，为石墨烯关键制备技术的研究，石墨烯规模化生产线的建设和发展奠定了良好的基础。此外，该项目还进一步提出石墨烯成本的管控，将有望拓展石墨烯作为常规添加剂，在交通材料体系中的全方位应用。针对石墨烯改性沥青产品的路用性能，试验路平台观测平台的建设，为石墨烯在道路交通领域的全面应用奠定了基础和方向。

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《石墨烯改性沥青联合研发中心》项目简介

石墨烯改性沥青联合研发中心致力于甘肃省石墨烯改性沥青的产业化应用，搭建了以产、学、研、用相结合的创新研究平台，通过资源共享促进技术成果落地转化，通过实施技术，加强科技成果的商业化运用，以加强人员的交流互动，人才培养，为先进改性沥青产业持续创新提供人才支撑。联合实验室以石墨烯改性沥青的技术开发与产业化研究作为工作重点，针对双方的技术特点主要在技术开发，人才培养和市场推广等方面开展合作。

兰州日报社全媒体记者 张万宏 文/图