高碳材料带来低碳生活

　　在人人倡导低碳的今天，为何“高碳”开始走进人们的视野？昨天在沪开幕的2011世界碳科学大会提出“优质碳素、优质生活”的主题，碳材料专家表示，“19世纪是钢铁时代，20世纪是硅的时代，21世纪可能是碳的时代”。科学证明，更多碳元素加入，更多高碳材料应用，反而将使生活更加低碳。

　　从“碳排放大户”——交通领域看，碳也可大大节能降耗。碳复合材料的单位重量比金属轻，单位强度却比金属高，抗疲劳和断裂性能也更好，因此可在航空应用中为飞机“减负”，节省燃料并延长航程。本届大会主席、华东理工大学化工学院凌立成教授介绍，世界上最大客机空客A380机身内外，碳复合材料用量超过40%的比例；被称为“黑色飞机”的波音787客机上，碳复合材料占其全重50%以上；而国产大飞机C919的碳复合材料仅占20%。据了解，C919第一步是采用金属机翼方案，未来将大量采用碳复合材料做机身和机翼，将碳比例提高到四成左右，变得更轻盈更环保。

　　新能源的大量应用，能让化石能源彻底摆脱“高碳”的帽子，而锂电池、超级电容器、燃料电池等都少不了“高碳”的介入，这些碳用于电池电极和催化剂等，可增强储能活性，提高电池能效，加快替代传统能源，降低其碳排放。凌立成解释，目前新能源领域的碳材料应用呈指数级发展，如锂电池的负极材料几乎均为碳材料，包括纯电动汽车的锂电池也是如此。日本等国利用先进碳材料研制车用的超级电容器，并混合传统动力形式，使燃油消耗减少50%、氮氧化物排放减少44%、固体颗粒释放减少65%。

　　目前，碳科学已成世界材料科学的“显学”。从富勒烯、碳纳米管到石墨烯，这三种碳材料的研究者分别获得1996年诺贝尔化学奖、2008年KAVLI纳米科学奖和去年的诺贝尔物理学奖，碳元素正发展为有望取代硅元素的“明星分子”。中国科学院碳纤维领域首席科学家、山西煤化所吕春祥研究员表示，我国在焦炭、活性炭等传统碳科学领域处于世界先进水平，而在碳前沿领域还有不小差距，近年来正在不断追上国际水平。本报记者 徐瑞哲