陈成猛

《山西省“十四五”14个战略性新兴产业规划》明确，在碳基新材料产业方面，重点突破石墨烯、超级电容炭、三代碳纤维等关键技术，打造国内领先的碳基新材料产业研发制造基地，推动煤炭产业向高科技、高附加值转型发展。

709课题组由陈成猛博士牵头于2012年组建，团队现有成员50余人，包括科研骨干13人，工程师19名，在读研究生21名，已形成多学科交叉的青年科研团队。团队在煤化所桃南和小店园区分别拥有300m2实验室和2500m2中试场地，已建成完善的先进炭材料与电化学储能器件研发平台，具备从实验室、中试到产业化的全链条创新能力。

受自身轻质粉体特性限制，作为功能填料时，极易因团聚而导致石墨烯优势难以充分发挥。因此，以氧化石墨烯（GO）作为前驱体，构建三维石墨烯（气凝胶、泡沫和海绵）是一种行之有效的策略。以其作为骨架与高分子复合得到功能材料，可为声子和电子传输提供连续通路。在热管理和电磁防护等领域展现出巨大的应用潜力。

中国科学院炭材料重点实验室副主任陈成猛在接受《中国科学报》采访时表示，我国碳基材料行业与发达国家相比仍然存在一定差距。“在基础炭材料领域，高精尖品种大量依赖进口，仍面临‘卡脖子’风险，亟需提高自主创新能力，加强科技攻关。”

近日，中国科学院山西煤炭化学研究所陈成猛等相关研究人员采用不含其他卤化物离子成核剂和形貌剂的一步石墨烯诱导策略，原位合成了石墨烯/AgNWs复合材料。石墨烯的O=C-O基团为Ag核的结合提供了成核位点。重要的是，具有含氧官能团的石墨烯充当“Ag+ 池”，储存和释放大量的Ag+，为AgNWs的生长提供了连续的Ag+，并抑制过度成核。得益于3D导电网络的高欧姆损耗，石墨烯/AgNWs涂层的电磁屏蔽效果达到76.59 dB。这为高性能电磁屏蔽材料的发展提供了广阔的前景。

近日，中国科学院山西煤炭化学研究所姜东、陈成猛等相关研究人员采用KOH诱导水热反应，在2800℃下石墨化制备了具有3D连续网络的各向异性石墨烯/多壁碳纳米管。当氧化石墨烯与多壁碳纳米管的比例为 1:3 时，实现了水平方向 sp2 微晶尺寸的减小与乱层堆积的增强之间的平衡，有利于声子转移和电子传输。在 2.77 wt.% 的低负载量下，复合材料的最佳导热系数可达 1.30 W m-1 K-1，比纯硅橡胶（0.23 W m-1 K-1）高 465%。同时，该复合材料在K波段表现出42 dB 的最大电导率和电磁干扰屏蔽效率。而且还保留了矩阵的灵活性。为轻质双功能集成材料的研制奠定了基础。

中科院山西煤化所709组提出采用大片经的GO为原料构筑3D网络石墨烯气凝胶减少片-片搭接界面。同时，配合2800 ℃石墨化技术移除表面的含氧官能团和修复表面的缺陷。将所制备的气凝胶进一步封装石蜡得到相变复合材料（PCC）。

通过在碳化之前增加一个空气预氧化过程，可以引入对电化学储能有利的羰基并增强材料的交联度，显著提高所得到硬碳的电化学性能，然而其中具体的羰基引入过程并不明确，同时从木质素原料到预氧化木质素再变为最终硬碳材料的演变机理也并未得到深入研究。

通过产学研协同创新的模式，科研能把从实验室到车间的距离缩短。陈成猛希望通过政府牵头，整合各种资源，不要重复建设，大家抱团取暖，形成一个组合体，快速推进石墨烯这种新材料产业化发展。赵建新希望，能利用学校和研究院的人才队伍，加快关键技术攻关，助力企业发展。

陈成猛认为：“石墨烯未来的产业应用和发展方向，还要从制备角度，通过我们的技术手段进一步升级，同时把它的成本进一步降低。另外，从应用角度讲，我们将努力丰富下游应用场景，包括超级电容器，锂离子电池、导电油墨、防腐涂料等多元化的应用。”李孟委坦言，在发现石墨烯的阶段，我们可能错过了，希望在挖掘它的应用阶段，不再失之交臂。