作为“碳”家族的“基元”材料，石墨烯从问世起就“肩负重任”，其出色的物化性能和化学稳定性，使其在移动设备、航空航天、新能源电池等领域大放光彩，对推动中国及全球的战略高新技术发展有着重要意义。但是，传统制备方法存在工艺复杂、能耗高等缺点，如何能够更高效的生产，成为全世界共同面对的课题。
天津大学Nanoyang Group团队成立了先进碳与能源材料实验室，针对石墨烯等新型碳功能材料的制备及组装技术开展研究，自主研发并装置了“石墨烯水凝胶一体化连续生产设备”，并成立了天津市新碳烯能新材料科技有限公司，从事先进碳材料应用的科研成果商业化、产业化研究。其在国际上首创的“低温负压化学解理石墨烯制备方法”，解决了石墨烯材料传统制备方法中存在的能耗高、终端产品缺陷较多性能较差等痛点，用更环保的方式显著提升了这种未来革命性材料的性价比。
新材料 ·新赛道
天津市新碳烯能新材料科技有限公司注册成立于2021年5月，是一家集新型碳基环保及储能方向技术/产品/装备研发、生产及销售的高科技公司。新碳烯能以天津大学Nanoyang Group团队为核心，在首席科学家杨全红教授的带领下，始终坚持“做有用的研究、讲有趣的故事”，专注于包括石墨烯在内的新型碳纳米材料的制备科学、结构设计、能量存储与转化、器件集成等研究，紧密跟踪碳基储能材料行业的发展特点，不断优化技术和产业结构，秉持“达人成己、利国利民”的企业宗旨，以碳基材料产品市场培育为导向的商业化思路，整合企业重要渠道资源（新能源企业、大型车企、军工等），旨在打造有市场竞争力和影响力的储能研发团队。基于自主知识产权的新型碳材料相关技术，新碳烯能已经具备石墨烯原材料、高通量新型碳基过滤材料、先进碳导电材料的量产化能力，并在加速推进基于上述产品的产业化进程。
“石墨烯，这位来自石墨家族的‘超能力者’，以其单原子层厚度和蜂窝状六边形结构，轻盈地刷新了‘自然界最薄材料’的纪录。还有它颠覆性的力学、电学、热学性能，甚至能够承受弯曲和拉伸，可以说是材料界的‘六边形战士’。”天津市新碳烯能新材料科技有限公司总经理、Nanoyang Group“碳·能创新创业工坊”负责人吴思达介绍说，尽管石墨烯的性能非常优越，但它其实还很“年轻”，从2004年首次被发现，到如今刚20年。吴思达的介绍，为记者打开了一个“神奇的石墨烯世界”——石墨烯有非常丰富的应用场景，比如石墨烯气凝胶吸附海上原油的能力，石墨烯基碳纤维、散热膜可用于航空航天领域，石墨烯复合纤维可极大优化人们日常生活……
目前，随着新碳烯能凭借石墨烯粉体、氧化石墨烯粉体、高通量新型碳基过滤材料等科研成果的产业化，吴思达和团队将有望带领国家活性碳材料产业弯道超车，达到世界先进水平。
建团队 · 出成果
“创业，从来不是一个人的革命。” 这是吴思达常常提到的一句话，一路走来，她最感谢的就是陪自己走过风风雨雨的团队。
吴思达是毕业于天津大学的博士研究生，主要研究石墨烯、碳基纳米材料及其复合材料的制备、组装及应用，推进新型碳功能材料在环保、储能领域的产业化。在学习研究过程中，她和所在团队天津大学Nanoyang Group团队始终聚焦于“双碳”目标的实现，以及大力推行能源节约和低碳经济模式的国家重大需求，不断寻找更加智能、高效且低能耗的新技术、新材料。团队成立了先进碳与能源材料实验室，针对石墨烯等新型碳功能材料的制备及组装技术进行研究，并自主研发了“石墨烯水凝胶一体化连续生产设备”。为了将这一系列技术成果推向市场，该团队于2021年成立了天津市新碳烯能新材料科技有限公司，专门从事先进碳材料应用的科研成果商业化、产业化。
创业初期，新碳烯能的资金并不充裕，当时新碳烯能的大部分员工是兼职，最常出现的面孔也是团队的同仁。在海棠众创大街D区海棠空间的一楼，有一间测试中心，这便是吴思达与十几位校友团队耗时多日一起组建的。当设备开始正常运行，吴思达更加坚定了创业的信心与决心：“早在2019年创业之初，我们就考察了海棠众创大街。当时，津南区政府给了我们很多优惠政策，特别是减免了我们租用的1000平方米工作场地租金，为我们节省了每年大约20万元的成本，帮助我们走完了初创时期最艰难的一段路程。此外，对我们引进的各层次人才也会相应给予补贴支持，让我们的员工可以更好地投入到科研成果转化的工作中来。”
通过几年的不懈努力，目前，新碳烯能的核心科研团队包含1名国家杰出青年基金获得者和1名国家青千。已培养硕博研究生70余人，获重要国际奖7项，其中2名博士生获欧洲材料研究学会研究生奖、3人获 Elsevier出版社碳科学杰出博士论文。5人获著名企业总裁奖、总监奖，多人获教育部“学术新人奖”，25人获研究生国家奖学金。团队发表SCI论文300余篇，被《Science》、《Nature》等高水平刊物累计引用3万余次。承担国家重点研发、国家自然科学基金等国家级、省部级项目30余项，授权国内外专利40余件，成果获国家技术发明二等奖、教育部自然科学一等奖、天津市自然科学一等奖及天津市科技进步奖一等奖等奖项。
新机遇 · 新挑战
“时代，赋予创业者新的挑战和机遇。”吴思达说，在多方的大力支持下，她和团队在全球首次系统研究新型碳基锂离子电池导电剂，形成成熟工艺。团队研发的高通量致密活性炭，压缩无效体积，达到面积大、体积小的产品特性，彻底打破了传统的活性炭界高性能必然大体积、多孔必然不导电的状况，拓展了活性炭在超级电容器、复合水体净化等下游领域的应用，实现高端活性炭的国产化替代。凭借结构调控技术及制备工艺，团队还研制出兼具抗菌效果、可水洗的低风阻、高通量石墨烯基滤材，填补了市场空白。
同时，在新能源领域，新碳烯能团队基于“点一面”接触模式的高效导电网络构筑，在电池导电剂领域，解决了大电流下高离子位阻的技术瓶颈，实现导电剂用量减少50%—80%、电池体积能量密度提高3%-8%，解决了碳导电剂用量高、能量需求低间的矛盾。
此外，新碳烯能团队还联合深圳市新威尔电子有限公司开发电池充放电测试实验室，为以二次电池为主的储能装置提供全方位的测试服务。“截至目前，新碳烯能在碳材料的组装技术上也取得了重大突破，比如能将家用吸附有害空气的活性炭组压缩成体积更小的块体材料，这种材料应用在电池中不仅能让电池的体积变得更小、更薄，还能让电量成倍增加。这项技术我们正在与多家企业进行洽谈，未来有望很快推向市场。”吴思达坦言，未来，她希望能够和团队一起，在新材料赛道的竞争中走得更远。
