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世界首条“石墨烯公路”,将正式接受“实战”考

发布时间:2018-06-05

阳光直射下的石墨烯改性沥青路面温度比普通的沥青路面低许多 

记者 段柳健 摄

“就算用手去感知,也明显感到温度要低一些。”5月31日中午,南宁大桥主桥桥面,冒着近35℃高温,广西大学可再生能源材料协同创新中心主任沈培康把手掌摁到滚烫的沥青路面上。两个月前,南宁大桥封闭维修,首次应用了沈培康团队最新研发的石墨烯复合橡胶改性沥青路面技术。当晚10时,南宁大桥正式恢复通车,这条“石墨烯公路”将正式接受“实战”考验。

材料界的“万人迷”石墨烯

石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性,是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。该材料具有很好的韧性、局域超强导电性以及很高的载流子迁移率、非常好的热传导性能、非常良好的光学特性、良好的溶解性、可能在5000K左右的熔点以及可以吸附和脱附各种原子和分子等诸多优点。

2004年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯,2018年3月31日,中国首条全自动量产石墨烯有机太阳能光电子器件生产线在山东菏泽启动。由于特性优良,石墨烯被认为在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景。

世界首例

石墨烯复合橡胶改性沥青路面技术

“在南宁大桥上铺设沥青,比其他路面要复杂得多。”施工方代表介绍,2009年建成的南宁大桥是广西地标式建筑之一,总长1314.773米,采用钢箱梁式结构。钢箱梁桥由于桥柔性大、感温性强、钢板与沥青混凝土层粘结难度大,在大交通流量的重车与超重车的作用下,桥面产生较大的弯、拉、剪切及温度变化应力而出现开裂、车辙、推移、脱层及拥包等病害,因此路面铺装技术一直是世界性难题。

“高品质沥青路面其中一个重要指标高温动稳定度,尤其对我国华南地区及东盟国家来说至关重要。由于石墨烯的添加,沥青路面高温动稳定度可以达到1万以上,是国家路面技术规范标准的3倍,产品具有显著的抗车辙性和抗剪切能力;其他指标也均有30%-50%的提升。”

沈培康教授和他的团队

2014年广西大学引进了沈培康教授及其团队,并在2014年12月19日成立了可再生能源材料协同创新中心,由沈培康教授担任中心主任。

沈培康是广西大学教授、博士生导师,国家自然科学奖二等奖(第一完成人)获得者,享受国务院政府特殊津贴,中国电化学学会燃料电池分会主席,全球高校能源科学与工程学科高被引学者。1982年初毕业于厦门大学电化学专业并留校任教。1989年赴英国工作学习,1992年获英国Essex大学博士学位。

沈培康教授和他的团队

近年来,沈培康教授和他的团队成功研发出世界上性价比最高的立体构造石墨烯粉体材料,在光、电、热、力等方面均具有优异性能。2017年初,该团队与相关企业合作,通过创造性地在橡胶粉末中加入石墨烯粉体材料,开发多项核心技术,成功研制出立体构造石墨烯复合橡胶改性沥青路面技术。

这是广西大学在立体构造石墨烯产业化应用取得的重大突破,也是广西在交通新材料领域中的一项关键性突破,打通了从石墨烯宏量制备到规模化应用的产业链条,在全国、乃至全世界均无先例。

采编/雷宇

排版/木子亙

审核/雷宇 杨杨



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