去年10月，上海寶山區尖頭村河因連續3個月水質黑臭，引起寶山區委、區政府的高度關注。而今，這條河道大為改觀，各項指標均已達標。解放日報·上觀新聞記者近日來到尖頭村河畔，沒聞到任何異味。離尖頭村河不遠的九龍港河，水質也很不錯，記者看到一只白鷺在河中綠地駐足棲息。

曾經的黑臭河道為何變清了？上海市石墨烯產業技術功能型平臺董事長孟巖博士介紹，上海大學研發的石墨烯復合材料發揮了關鍵作用。去年6月以來，上海大學副校長吳明紅教授團隊與石墨烯功能型平臺合作，在寶山區6條河道開展了示范工程，取得很好效果。雙方還在合作開展鈉離子電池中試，有望把這一石墨烯成果應用于國家電網。

跟蹤上大創新策源成果

石墨烯是一種只有一個碳原子層厚度的二維空間材料，強度極高，比表面積巨大，導熱導電性能優越。2010年，英國曼徹斯特大學科學家海姆、諾沃肖洛夫因從石墨中分離出石墨烯，獲得諾貝爾物理學獎。

2017年10月，中國科學家的一項研究成果引起世界矚目——吳明紅等人的論文《通過離子控制石墨烯氧化膜層間距實現離子篩分》在《自然》雜志上發表，在國際上首次提出，可以通過溶液中的離子精確控制石墨烯氧化膜的層間距，控制精度達到十分之一納米。今年1月，上海大學牽頭完成的“石墨烯微結構調控及其表界面效應研究”獲得國家自然科學獎二等獎。

獲得國家自然科學獎的都是基礎研究成果，如何推動這類成果轉化為生產力？早在2016年，石墨烯功能型平臺就開始關注吳明紅團隊發表的論文，與他們持續深入交流。孟巖告訴記者，檢索國際知名期刊的石墨烯論文、分析全球石墨烯專利情報，是石墨烯功能型平臺的日常工作。作為上海首批研發與轉化功能型平臺之一，該平臺緊密跟蹤國內外學術界、產業界的研發動向，著力構建石墨烯技術創新、中試及產業化的核心服務能力，力爭把上海打造成這一前沿技術的創新策源地。

據寶山區科委介紹，石墨烯功能型平臺與上大的合作得到了上海市科委、寶山區委、區政府的高度重視和支持，被列為寶山和上大區校合作的重點項目。這一項目的轉化落地有五個樣板意義：一是功能型平臺有效促進成果轉化，上大的實驗室技術通過示范應用走向了市場；二是帶動新興產業，石墨烯新材料在環保領域開拓了新市場；三是政府對新技術示范應用的引領和開放；四是高校、團隊和市場之間找到了結合機制；五是上大、寶山之間的校區合作形成了良性互動。

河道示范工程效果顯著

去年5月，上大科研團隊在校園里完成了石墨烯復合材料治理小型水體試驗，這是“精確控制石墨烯氧化膜層間距”成果的一個轉化應用方向。上海大學環境與化學工程學院教授唐量介紹，他們把石墨烯氧化膜的層間距調控到適合微生物生存的尺度，隨后把工程菌植入石墨烯氧化膜，構成了石墨烯工程菌復合材料。

石墨烯與工程菌結合，具有“11>2”的治水效果：一方面，石墨烯憑借巨大的比表面積和一定的催化活性，能吸附水體污染物并降解部分有機分子；另一方面，工程菌以石墨烯材料為載體生存繁衍，不斷分解水體污染物，并把石墨烯吸附的有機碳污染物作為“食物”。“石墨烯工程菌復合材料能從生物鏈底端開始修復水生生態環境，對水體及水生生物無毒無害，不會造成二次污染。”唐量說。

用這種新技術治理河道的效果究竟如何？校內試驗結束后，石墨烯功能型平臺立即與寶山區科委和城市工業園區管委會溝通，希望啟動示范工程。去年6月底，上大與平臺聯合團隊領到一項艱巨任務——治理園區內污染最嚴重的小孟家宅河。

那時正值盛夏，小孟家宅河散發著陣陣臭味。然而示范工程團隊沒有怨言，把一桶桶含有石墨烯復合材料的微生物制劑運到河畔，定時定量注入河中。他們還在河中安裝了多臺水泵，讓石墨烯工程菌復合材料流到河道的各個地方。

令人欣喜的是，治理一個月后，小孟家宅河的藍藻和臭味消失了，氨氮含量從13.6毫克/升降至1.5毫克/升，透明度從20厘米升至90厘米。當地村民對科研人員說：“這條河恢復到了30年前我小時候的模樣。”養護工人笑著說，他敢用河水洗手了。

初戰告捷后，寶山城市工業園區管委會又陸續提供了5條河道，簽約治理時間為一年。目前，6條河道都還在治理過程中，其水質指標均已達到地表Ⅴ類水標準，部分指標達到地表Ⅳ類或Ⅲ類水標準。

為鈉離子電池建中試線

示范工程的開展，讓水體治理新技術快速走上市場化道路。近日，上海大學與石墨烯功能型平臺在寶山區聯合成立了一家環保科技公司，上大將5件專利許可給公司使用。唐量告訴記者，他們已與北京、江蘇、福建、湖南等多地政府部門接洽，爭取今年把石墨烯工程菌復合材料用于更多的受污染水體治理，助力生態文明建設。

國家自然科學獎成果的轉化方向遠不止水體治理。憑借精確控制石墨烯氧化膜層間距技術，上大團隊研制出了鈉離子電池的石墨烯負極材料。與傳統電池負極材料相比，這種材料能儲存大量鈉離子，大幅提高電池容量。與市場上的鋰離子電池相比，以普魯士藍為正極、石墨烯材料為負極的鈉離子電池有望在成本上降低30%—50%，且安全性更高。由于巨大的應用前景，上大科研團隊已與國家電網簽約，鈉離子電池問世后，將在電網發電端、配送端、使用端投入使用。

如何盡快將這個實驗室成果轉化為產品？與牽線啟動河道示范工程相仿，石墨烯功能型平臺再次發揮了中試平臺功能，決定建設一條中試生產線，圍繞鈉離子電池生產中的一系列工藝問題開展研發試驗。這種專業化中試服務，高校很難提供，大多數企業則缺乏服務能力或投資動力。為此，上海市區兩級政府出資建設了一批研發與轉化功能型平臺，旨在填補科技成果轉化鏈上的這段缺口。

上大石墨烯研發團隊正是這一創新之舉的受益者。“不久以后，我們就能在功能型平臺的中試基地進行產業化研發，還能使用基地里的許多共享設備。”唐量告訴記者，“這讓我們有信心在今年年內研制出鈉離子電池，供國家電網試用。”