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据《宝山区新闻》报道，去年10月，上海宝山区跳村河水质连续三个月呈黑臭状态，引起了宝山区委、区政府的高度关注。现在，这条河得到了很大的改善，各项指标都达到了标准。《解放日报》上官记者最近来到了尖头村的银行，没有闻到任何异味。离尖头村河不远的九龙江水质也很好。记者看到一只白鹭栖息在河边的绿地上。
为什么曾经又黑又臭的河流变得清澈了？上海石墨烯产业技术功能平台董事长孟雁博士介绍，上海大学开发的石墨烯复合材料发挥了关键作用。自去年6月起，上海大学副校长吴明宏教授与石墨烯功能平台合作，在宝山区六条河流开展了示范工程，取得了良好的效果。双方还在合作进行钠离子电池的中试，预计将应用于国家电网。
跟踪伟大创新战略的成就
石墨烯是一种只有一个碳原子层厚度的二维空材料，具有高强度、巨大的比表面积和优异的导热性和导电性。2010年，英国曼彻斯特大学的科学家海姆和诺沃塞洛夫因从石墨中分离出石墨烯而获得诺贝尔物理学奖。
2017年10月，中国科学家的一项研究成果引起了全世界的关注——吴明宏等人的论文《通过离子控制氧化石墨烯薄膜间距进行离子筛选》发表在《自然》杂志上，国际上首次提出氧化石墨烯薄膜的层间间距可以被溶液中的离子精确控制，控制精度可以达到十分之一纳米。今年1月，由上海大学牵头的“石墨烯微观结构调控及其表面界面效应研究”获得了国家自然科学二等奖。
所有国家自然科学奖的获奖者都是基础研究成果。如何促进这些成就转化为生产力？早在2016年，石墨烯功能平台就开始关注吴明宏团队发表的论文，并与他们不断交流。孟雁告诉记者，从国际知名期刊上检索石墨烯论文和分析全球石墨烯专利信息是石墨烯功能平台的日常工作。作为R&D和上海转型的首批功能平台之一，该平台紧跟国内外学术界和产业界的R&D趋势，努力打造石墨烯技术创新、中试和产业化的核心服务能力，努力使上海成为这一前沿技术的创新之源。
据宝山区科委介绍，石墨烯功能平台与上大大学的合作得到了上海市科委、宝山区委和区政府的高度重视和支持，并被列为宝山与上大大学的重点合作项目。本项目的转型有五个模式意义:一是功能平台有效推动成果转化，大型实验室技术通过示范应用走向市场；二是推动新兴产业，新的石墨烯材料在环保领域开辟了新的市场；第三，政府领导和开放新技术的示范和应用；第四，大学、团队和市场找到了一种结合机制；第五，商大与保山的校园合作形成了良性互动。
河道示范工程取得显著成效
去年5月，上海大学研究团队在校园内完成了石墨烯复合材料处理小水体的实验，这是“精确控制氧化石墨烯薄膜间距”成果的转化和应用方向。上海大学环境与化学工程学院教授唐亮介绍，他们将氧化石墨烯薄膜的层间间距调整到适合微生物生存的规模，然后将工程菌植入氧化石墨烯薄膜中，形成石墨烯工程菌复合材料。
石墨烯与工程菌结合，具有“1+1 >:2的控水效果”:一方面，石墨烯凭借其巨大的比表面积和一定的催化活性，可以吸附水污染物，降解一些有机分子；另一方面，工程菌以石墨烯为载体生存繁殖，不断分解水污染物，并将石墨烯吸附的有机碳污染物作为“食物”。“石墨烯工程菌复合材料可以从生物链底部修复水生生态环境，对水体和水生生物无毒无害，不会造成二次污染。”唐亮说道。
功能平台员工将含石墨烯复合物的微生物制剂注入大桶。
用这项新技术治理河流有什么效果？校园测试结束后，石墨烯功能平台立即与宝山科委和城市工业园管理委员会沟通，希望启动示范项目。去年6月底，上达平台联合团队接到了一项艰巨的任务——治理园区污染最严重的小孟家寨河。
那时是仲夏，孟晓家的河水闻起来很难闻。然而，示范工程团队毫无怨言地将装有石墨烯复合材料的微生物制剂运送到河边，并定期定量地将它们注入河里。他们还在河里安装了几个水泵，让石墨烯工程菌复合物流向河里的各个地方。
令人高兴的是，经过一个月的处理，小孟家寨河的蓝藻和臭气消失了，氨氮含量从13.6毫克/升增加到1.5毫克/升，透明度从20厘米增加到90厘米。当地村民对研究人员说:“这条河已经恢复到30年前我童年的样子。”维修工笑着说，他敢用河水洗手。
第一次战斗成功后，宝山城市工业园区管委会先后提供了五条河流，合同处理时间为一年。目前，六条河流仍处于治理过程中，水质指标均达到地表水五级标准，部分指标达到地表水四级或三级标准。
建立钠离子电池中试线
随着示范工程的实施，水处理新技术迅速走上了市场化的道路。近日，上海大学与石墨烯功能平台在宝山区联合成立了一家环保科技公司，并授予该公司五项专利。唐亮告诉记者，他们已经联系了北京、江苏、福建、湖南等地的政府部门，力争今年将石墨烯工程菌复合材料应用于更多的污水处理，帮助生态文明建设。
国家自然科学奖的转变方向远不止水处理。凭借精确控制氧化石墨烯薄膜间距的技术，一个大型团队开发了用于钠离子电池的石墨烯阳极材料。与传统的电池负极材料相比，这种材料可以储存大量的钠离子，大大提高了电池的容量。与市场上的锂离子电池相比，以普鲁士蓝为正极、石墨烯为负极的钠离子电池有望降低成本30%-50%，安全性更高。由于巨大的应用前景，上海大学的研究团队已经与国家电网公司签订了合同。钠离子电池问世后，将在电网的发电端、配电端和用户端投入使用。
吴明宏教授(中)和一些团队成员
如何尽快将实验室结果转化为产品？与牵线启动的河流示范项目类似，石墨烯功能平台再次发挥了中试平台的作用，决定围绕钠离子电池生产中的一系列技术问题，建设中试生产线进行研发测试。这种专业试点服务是高校难以提供的，大多数企业缺乏服务能力或投资动机。为此，上海市两级政府出资建设了一批R&D科技成果转化功能平台，旨在填补科技成果转化链中的这一空白。
尚达石墨烯R&D团队是这一创新的受益者。“很快，我们将能够在功能平台的试点基地进行工业研发，我们还可以在基地中使用许多共享设备。”唐亮告诉记者，“这让我们有信心开发钠离子电池，供国家电网今年试用。”
