“單層氧化石墨烯是一種具有含氧官能團的碳單原子層二維大分子材料，一般經石墨氧化制得，通過化學和熱還原，單層氧化石墨烯是石墨烯產業發展所需的核心原料。分散性極好，容易加工成各類材料，應用范圍十分廣泛。氧化石墨烯直接與纖維、極性塑料、涂料、橡膠、陶瓷、金屬等進行混合制備復合材料，可提高其強度、模量、抗紫外、抗腐蝕、耐磨損、遠紅外發射等性能；用于石墨烯改性纖維、膜，可獲得兼具高導熱、高導電與超柔性的電子產品；用于氣凝膠，可獲得超輕、高孔隙率、彈性產品等。”高烯科技研發中心副經理韓燚告訴記者。

值得一提的是，杭州高烯已經獲得國際石墨烯產品認證中心(IGCC)全球首個單層氧化石墨烯及石墨烯改性功能纖維產品認證證書。

嫁接各類化纖 演繹“石墨烯+紡織”的精彩

如此具有革命性的一項技術，自然不是一天煉成的。杭州高烯科技有限公司總經理汪洋告訴記者：“2008年，浙江大學高超課題組選擇高分子基納米化學與材料作為研究方向，聚焦于石墨烯的基礎研究與應用開發。在研究中，高超發現了低成本制備單層石墨烯的捷徑，突破了石墨烯工業化難題。2010年，高超課題組在首次報道了把石墨烯與尼龍6進行原位聚合的文章，從此開啟了石墨烯復合纖維的探索與實踐之路，這篇文章現在已經被引用了500多次。”

熟悉石墨烯材料的人應該都對高超很熟悉，這個團隊是一個聚焦石墨烯制備研發及各類應用的團隊，從充電電池到紡織化纖，高超團隊用科學家的嚴謹態度和創業家的吃苦精神實現了纖維新材料的原創創新的技術突破。

然而制備出單層氧化石墨烯只是杭州高烯的第一步，接下來的原位聚合技術才是他們得以走向紡織市場的關鍵一步。韓燚告訴記者：“原位聚合這個過程，簡單來說就是石墨烯通過共價鍵插入纖維單體分子的隊列中，參與組成纖維。這種技術使得石墨烯可以均勻地分散在纖維的表面以及內部，并且不會脫離釋放出來。使用這種技術我們已經成功開發出了石墨烯錦綸復合纖維、石墨烯滌綸復合纖維（長纖及短纖），此外還有石墨烯粘膠、石墨烯莫代爾已經實現量產了，未來還會推出氨綸、晴綸、丙綸等系列產品。”

“可以說石墨烯和化學纖維是相輔相成、非常契合的材料。”韓燚自信十足。然而盡管實現了技術突破，從實驗室走向市場，高超團隊依然用了十年。汪洋告訴記者：“原位聚合的工藝從實驗室走向生產、走向市場，是一條荊棘之路，我們不斷改進工藝才有了今天成熟的產品，這與現在市場上存在的一些廉價且不太正宗的石墨烯纖維有著本質區別。從原料角度出發，我們擁有全球首條氧化石墨烯生產線，能夠生產單層率達99%的石墨烯漿料，僅需千分之一的添加量就能實現諸多功能，且不會對纖維的觸感、強度、韌性等性質造成不利影響。從技術層面來講，原位聚合不同于普通的混合、摻雜，在使用過程中，石墨烯不會從纖維中脫離流失，保證了產品功能的持久性和本身的安全性。”

確實，從單層氧化石墨烯的制備，再到原位聚合，再到工業化生產，杭州高烯一路走來十分不易。宏量制備、粉體穩定制備、粉體展開原位聚合、均勻分散、石墨烯復合纖維高速紡絲......數十道關鍵技術逐一突破，沒有一道不是摸著石頭過河。通過不斷技術攻關與工藝優化，2019年，高烯科技單層氧化石墨烯生產線試車成功，目前可實現年產10噸級生產規模。

烯鳳凰?問世 品牌化+聯盟式運營 迎接大發展

據悉，目前杭州高烯主打的幾款石墨烯復合纖維具有遠紅外發射、紫外防護、抗菌抑菌、抑制螨蟲、抗病毒以及負離子發射等多項與健康息息相關的功能，這些功能均多次通過第三方權威檢測機構檢測，具有相關檢測報告。除此之外，高烯的石墨烯錦綸復合纖維通過了OEKO-TEXStandard 100環保認證，而且是依據里面要求最嚴苛的測試方法，驗證產品可用于嬰兒用品，安全環保健康。

印染一直是新纖維材料后道應用的一大難關。記者了解到杭州高烯的石墨烯紡織品可以根據客戶需求染出許多顏色類別。“雖然石墨烯復合纖維的底色是灰色，但是由于高烯的石墨烯復合纖維石墨烯添加量少，原有的灰色顏色淺，且不影響染色工藝與色牢度，石墨烯復合纖維或面料可以染出多種顏色。”汪洋介紹。而記者在高烯展位上看到，他們的一款石墨烯功能襪產品顏色確實是淺灰色，并非一般常見的黑色。因此，高烯石墨烯纖維紗線的時尚化應用還是值得期待。

2020年，高烯科技全面推出終端產品品牌——烯鳳凰，單層石墨烯多功能襪、鞋，石墨烯遠紅外光灸毯均為烯鳳凰品牌產品，本次秋冬紗線展上，這些產品均亮相高烯科技展廳，引來廣泛關注。對于許多只熟悉化學公式的科研人員來說，某種程度上市場開拓的難度不亞于實驗室復雜的科學實驗。“石墨烯做出來不容易，但怎么把它用出去更重要。”韓燚感慨。“得益于國家對科創型企業的支持，得益于我國擁有相對完整的制造業產業鏈，我們在國內特別是長三角地區找到了大量敢于用我們石墨烯的企業，讓我們的單層石墨烯能夠盡其所用，用到了最能發揮其功能的纖維及其制品中。”韓燚告訴記者。

除此之外，高烯科技攜手北京石墨烯研究院有限公司、廈門大學石墨烯工程與產業研究院、深圳石墨烯創新中心有限公司等數十家產業鏈機構成立了石墨烯多功能復合纖維共同體研究院（簡稱GCI），研究院將在“石墨烯多功能復合纖維”產業體系建設，整合產業鏈的優勢人才、技術及資源，集成“政產學研資用”等創新要素和資源要素等方面做出更大貢獻，最終形成石墨烯原料--纖維--紗線--面料--終端產品的良性循環，引領共同體內成員的創新、創業和可持續發展。