近日,由内蒙古碳谷科技有限公司创建的国内首条吨级富勒烯生产线在内蒙古呼和浩特市正式投产。据了解,富勒烯是1985年天文学家在研究宇宙星云构成时意外发现的。11年后,这3位来自美国和英国的科学家因发现富勒烯获得诺贝尔奖。如今,富勒烯与碳纳米管和石墨烯已成为碳纳米材料家族的3大代表。

“最常见的富勒烯为C60,它由60个碳原子通过20个六元环和12个五元环连接而成,是一种具有超稳定结构、类似足球状空心对称的全碳分子,也被称为足球烯。”内蒙古碳谷富勒烯产业研究院院长张永春告诉经济日报记者,由于富勒烯具有稳定结构和独特的物理化学特性,令它在多个领域广泛应用,比如太阳能电池、磁共振造影剂等,甚至在生物工程基因运载体、激光防护镜等方面也有用武之地。

据了解,目前世界上仅有为数不多的国家实现了富勒烯量产。其中,美国有少数几家公司生产,产量为公斤级,售价非常昂贵;俄罗斯有2家公司生产,产量也是公斤级,成本很高;日本三菱公司的富勒烯产量在国际上首次达到吨级,但主要用于国内军工,并不对外销售;我国则早已把富勒烯列入《新材料产业“十二五”重点产品目录》,并在“十三五”规划中纳入新型纳米碳材料及器件重点项目。

张永春表示,富勒烯基础材料产业的经济价值巨大,国外相关产品售价从300元至数万元/克不等,且销售被严格控制。只有通过自主研发和不断创新生产、提纯、分离工艺技术,才能不再依赖进口,为用户提供远低于当前市场售价的高性能富勒烯产品。

目前,内蒙古碳谷科技有限公司已拥有发明专利7项,实用新型专利7项。近年来,他们陆续推出了富勒烯润滑油、富勒烯抑菌剂和富勒烯化妆品等民用产品,并与国内外材料领域专家合作,开创性地将富勒烯添加到铝和铜金属材料中。其制备的轻质高强的富勒烯叠层铝材料,极限弯曲强度相当于45号钢,但密度仅为钢材的三分之一,在飞机、火车、汽车等的轻量化方面有着广泛应用;制备的高性能富勒烯铜基复合材料,摩擦系数只为纯铜的三分之一,可在高铁电网、机械轴瓦、含油轴承、铜基平衡块等方面提升性能……此外,富勒烯在治疗丙型肝炎、抗流感病毒、抗肿瘤方面也具有重要研究价值。

“富勒烯材料无穷的待开发空间吸引着各领域科研工作者持续探索和创新。随着人类不断进步,会有越来越多改变人类生产和生活方式的富勒烯新产品问世,值得期待。”张永春说。

他认为,吨级富勒烯生产线的投产将以这种新型碳纳米材料产业化为目标,形成完备的富勒烯产业链集群,对掌握核心关键技术自主可控权具有重要意义,为国家和企业在新一轮科技革命和产业变革中占据有利地位提供保障,助推社会经济发展。