“如果我們?nèi)珖哞F10%的電機(jī)，用上這種‘超級(jí)銅’材料，那我們可以一年節(jié)省出180多億度電，相當(dāng)于節(jié)省出一個(gè)葛洲壩電站?！?/p>

2月11的《焦點(diǎn)訪談》節(jié)目中，國家石墨烯創(chuàng)新中心主任、中科院寧波材料所研究院劉兆平對(duì)超級(jí)銅作出了以上評(píng)價(jià)。

超級(jí)銅是什么？相較于普通的銅有什么不一樣？

簡(jiǎn)單而言，超級(jí)銅是金屬銅和石墨烯疊加而成的復(fù)合材料。加了石墨烯的銅，導(dǎo)電性能大大提升，而且不影響銅原本的機(jī)械性能。目前，導(dǎo)電性能最強(qiáng)的純金屬材料是“導(dǎo)電性能之王”銀。然而，據(jù)美國銅協(xié)會(huì)認(rèn)定，超級(jí)銅是目前室溫測(cè)到的最高電導(dǎo)率的金屬導(dǎo)電材料，比銀還要高出10%。

石墨烯+銅，為什么會(huì)誕生超級(jí)銅呢？

眾所周知，石墨烯被稱作“新材料之王”，具備超過的導(dǎo)電性、柔韌性、熱傳導(dǎo)性等等。石墨烯的載流子室溫遷移率大于150000C㎡/（V·S），為硅的100倍，理論電導(dǎo)率達(dá)10X10?S/m，

比銅（5.7X10?）和銀（6.3X10?）還高。石墨烯和銅結(jié)合，利用石墨烯優(yōu)異的導(dǎo)電性能和力學(xué)性能，使得電子又多又快，實(shí)現(xiàn)了石墨烯和銅的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。

那么，具備超高導(dǎo)電性能的超級(jí)銅有什么用處呢？

正如文章一開始提到的，最直接的一個(gè)功能便是省電。所以，超級(jí)銅也有另一個(gè)稱號(hào)——“超級(jí)充電線”。

以高鐵領(lǐng)域的應(yīng)用為例，目前，我國高鐵的時(shí)速為350公里，目前正在向400公里邁進(jìn)。而高鐵軌道上方都有用于輸電的接觸網(wǎng)導(dǎo)線，這根看似普通的導(dǎo)線，源源不斷地為高鐵提供電能。同時(shí)，由于高鐵用電量大、時(shí)速高，所以需要導(dǎo)電性能高、耐高溫、柔韌度和強(qiáng)度都極佳的導(dǎo)線。

2021年，中科院深圳先進(jìn)院副研究員王鑫在接受采訪時(shí)就曾表示：“我國高鐵時(shí)速馬上要達(dá)到400公里，這就需要升級(jí)版的‘超級(jí)導(dǎo)線’，我們覺得石墨烯+銅是很好的解決方案?！?/p>

除開高鐵，超級(jí)銅還可應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，如工業(yè)驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域的電機(jī)、變壓器；新能源領(lǐng)域的汽車、風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、核電；高端應(yīng)用領(lǐng)域的通訊和工控芯片；電力行業(yè)的電力電纜、電氣柜。

實(shí)際上，早在2021年，中車研究院就表示，其已初步搭建150噸的超級(jí)銅中試試驗(yàn)線，形成“超級(jí)銅制造+計(jì)量檢測(cè)+裝備研制+終端應(yīng)用”的全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)能力。此次《焦點(diǎn)訪談》節(jié)目中出現(xiàn)的“超級(jí)銅”，便由中車研究院與上海交通大學(xué)張荻團(tuán)隊(duì)聯(lián)合研發(fā)。

目前，超級(jí)銅已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了小批量量產(chǎn)，大批量規(guī)?；a(chǎn)也將成為可能。同時(shí)，基于超級(jí)銅的優(yōu)異導(dǎo)電性，它將在未來廣泛應(yīng)用于各大基礎(chǔ)領(lǐng)域。更為重要的是，超級(jí)銅能大大提升了傳統(tǒng)金屬材料的導(dǎo)電率、降低了能耗，這也我國碳中和、碳達(dá)峰的目標(biāo)不謀而合，十分符合我國綠色清潔發(fā)展的需要。

基于以上，超級(jí)銅擔(dān)得起“超級(jí)”這一評(píng)價(jià)，它的意義將是革命性的。當(dāng)然，超級(jí)銅的誕生離不開一個(gè)關(guān)鍵性材料——石墨烯。

作為近些年最火的材料明星，石墨烯一直以來都被寄予厚望。如今，石墨烯已在涂料、醫(yī)療、制造等多個(gè)行業(yè)嶄露頭角。

此次的《焦點(diǎn)訪談》中，也重點(diǎn)介紹了以國家石墨烯創(chuàng)新中心為代表的一批國家制造業(yè)創(chuàng)新中心。2022年10月，國家石墨烯創(chuàng)新中心由工業(yè)和信息化部批復(fù)組建。而從2016年起，我國就開始創(chuàng)建國家制造業(yè)創(chuàng)新中心，其目的就是解決我國產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力不強(qiáng)的難題。2021年12月底，工信部發(fā)布《“十四五”原材料工業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，新材料產(chǎn)業(yè)也被列入其中，并被視作支撐國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)和贏得國際競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵領(lǐng)域。

以上種種，都充分證明了國家政策方面對(duì)石墨烯的高度關(guān)注。目前的石墨烯市場(chǎng)，雖然涌現(xiàn)了一些新技術(shù)、新公司、新產(chǎn)品，但依舊處于產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的前期。究其原因，石墨烯產(chǎn)業(yè)投入成本高、投入周期長、風(fēng)險(xiǎn)高，普通企業(yè)難以長期投入發(fā)展。國家政策層面的支持，也將為石墨烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展注入強(qiáng)勁的動(dòng)力。在企業(yè)、科研院所、創(chuàng)新平臺(tái)的協(xié)同作用下，石墨烯產(chǎn)業(yè)也將迎來如“超級(jí)銅”一般的技術(shù)突破。