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碳纖維和石墨烯技術(shù)進展

幾周前，美國能源部資助了選中的西部研究院370萬美元，利用各種原料開發(fā)低成本碳纖維材料，加上合作伙伴的投入，項目總投入接近700萬美元。現(xiàn)在，南方研究院也加入了該研究項目，負責(zé)提供可再生丙烯腈，丙烯腈是生產(chǎn)高品質(zhì)碳纖維所需的主要原料。世界上90%的碳纖維產(chǎn)量均以丙烯腈為原料，年增長率為11%～18%。

南方研究院的Amit Goyal領(lǐng)導(dǎo)的綠色化學(xué)和催化劑團隊開創(chuàng)性地開發(fā)了將第二代生物質(zhì)蔗糖類化合物轉(zhuǎn)化成丙烯腈的熱催化工藝。這一工藝可直接替代石油丙烯腈，同時具備了競爭力和綠色特征，溫室氣體排放減少40%。

美國德克薩斯A&M項目負責(zé)人Yuan Joshua宣稱找到了利用廢棄物生產(chǎn)高品質(zhì)碳纖維的方法，從而克服了工業(yè)上最具挑戰(zhàn)性的問題。Yuan的研究團隊設(shè)想了一種原料多樣化的綜合生物煉油廠，生產(chǎn)高密度碳纖維、低密度生物塑料和生物燃料。

芬蘭阿爾托大學(xué)五年計劃項目獲資助168萬美元，目標是利用該大學(xué)發(fā)明的用離子液體從木料生產(chǎn)紡織纖維的技術(shù)(ioncell-F)生產(chǎn)高品質(zhì)碳纖維。國家可再生能源實驗室也獲得了530萬美元的資助，研究并優(yōu)化生物丙烯腈的生產(chǎn)途徑。這兩個項目都在嘗試將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化成丙烯腈，成本不超過1美元磅。

石墨烯的強度是鋼的200倍，柔韌，透明，導(dǎo)電。因其具有六角形相連的單層碳原子構(gòu)型，密度低且不易被稀釋劑溶解。因此，眾多研究者都致力于開發(fā)其納米應(yīng)用技術(shù)，特別是生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的納米裝置。

石墨烯源于高比表面積的儲電能力也令人振奮，這是制造可用于微電路的超級電容器的必要條件，超級電容器可儲存并釋放更多的電荷。

[靳愛民 摘譯自 Biofuels Digest，2017-08-21]