【新材料】“網(wǎng)紅”石墨烯可否為煙草物流所用？

　　作為目前發(fā)現(xiàn)的最薄、強(qiáng)度最大、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最強(qiáng)的一種新型納米材料，石墨烯被稱為“黑金”，是“新材料之王”，科學(xué)家甚至預(yù)言石墨烯將“徹底改變21世紀(jì)”，極有可能掀起一場席卷全球的顛覆性新技術(shù)新產(chǎn)業(yè)革命。

　　若能利用石墨烯材料的超導(dǎo)電性、成本低等特性，研究開發(fā)一種新型石墨烯材料的射頻識別設(shè)備，與無線射頻技術(shù)(RFID)結(jié)合，運(yùn)用到物流運(yùn)行的各個(gè)環(huán)節(jié)，將切實(shí)提高工作效率，降低企業(yè)運(yùn)行成本。

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　　煙草物聯(lián)網(wǎng)與基于石墨烯材料的射頻識別技術(shù)

　　隨著煙草行業(yè)改革發(fā)展的不斷深入，現(xiàn)代煙草物流的數(shù)字化、智能化水平不斷提升，煙草物流服務(wù)的質(zhì)量在降低成本和構(gòu)建渠道方面，存在著巨大價(jià)值。煙草企業(yè)正努力推動自身從傳統(tǒng)商業(yè)向現(xiàn)代流通轉(zhuǎn)變，這種轉(zhuǎn)變就依賴于“煙草物聯(lián)網(wǎng)”的全面發(fā)展。

　　時(shí)至今日，煙草物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)有了自己的定義，即借助射頻識別(RFID)技術(shù)、傳感技術(shù)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、通訊網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等手段，實(shí)現(xiàn)煙草的全自動化倉儲、倉儲智能控制與實(shí)時(shí)監(jiān)控、煙草產(chǎn)品與品牌智能追溯、煙草配送可視化，實(shí)現(xiàn)煙草產(chǎn)品從生產(chǎn)到消費(fèi)者之間的定位、識別、跟蹤、監(jiān)控和管理，使煙草生產(chǎn)企業(yè)、商業(yè)企業(yè)和零售店之間異地、遠(yuǎn)程、動態(tài)全天候的智能聯(lián)網(wǎng)與物物通信。

　　其中，煙草物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)和發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)是射頻識別，即RFID(Radio Frequency Identification)，又稱為電子標(biāo)簽，這是一種通信技術(shù)，可通過無線電信號來自動識別目標(biāo)對象上的標(biāo)簽，并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。RFID技術(shù)具有高存儲量、快速掃描、穿透性強(qiáng)、遠(yuǎn)距離讀取、可重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)而備受矚目。盡管RFID技術(shù)在煙草物流管理領(lǐng)域表現(xiàn)出色，該技術(shù)也面臨發(fā)展瓶頸。目前煙草行業(yè)所用RFID標(biāo)簽大多由金屬鋁和銅組成，材料昂貴、制作過程復(fù)雜，且由于鋁、銅較為普通的光電性能，單次標(biāo)簽掃描的件煙個(gè)數(shù)及掃描距離受限，難以進(jìn)一步提高工作效率。

　　石墨烯礦物和石墨烯片

　　石墨烯是由碳原子構(gòu)成的單原子層厚度的二維晶體，是目前發(fā)現(xiàn)的最薄、最堅(jiān)硬、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最強(qiáng)的一種新型納米材料，被稱為“黑金”，是“新材料之王”。石墨烯超強(qiáng)的導(dǎo)電性和電磁頻率，使之很適合用來做超快的光電感應(yīng)設(shè)備。報(bào)道稱，美國佐治亞理工學(xué)院的研究人員公布了一項(xiàng)研究成果：用石墨烯制作的天線非常適于利用頻率在0.1THz到10THz之間的電磁波，即“太赫茲波”的無線通信，即每秒鐘可以傳送1千億至10萬億個(gè)0或者1。這是一般金屬天線無法企及的“天文數(shù)字”。這使得石墨烯在煙草物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用前景。

　　通過將基于石墨烯材料的RFID技術(shù)應(yīng)用于煙草物流管理系統(tǒng)中的各個(gè)環(huán)節(jié)，可以一改傳統(tǒng)方式卷煙出入貨效率低、需拆散單一掃碼再打包而費(fèi)時(shí)費(fèi)力的現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)自動、超快、準(zhǔn)確、遠(yuǎn)距離地進(jìn)行大批量卷煙信息的同時(shí)采集與關(guān)聯(lián)、商業(yè)入庫、出庫以及倉庫盤點(diǎn)等管理功能，達(dá)到卷煙成品物流跟蹤的目標(biāo)。

　　因此，研究開發(fā)具有超高頻率無線通信性能的石墨烯材質(zhì)的RFID標(biāo)簽，同時(shí)降低產(chǎn)品成本，實(shí)現(xiàn)整車、整集裝箱卷煙的快速掃描及數(shù)據(jù)采集將大大提高煙草物流工作效率。

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　　基于石墨烯材料的射頻在煙草行業(yè)的應(yīng)用前景

　　本項(xiàng)科技創(chuàng)新預(yù)將石墨烯材料用于RFID技術(shù)，研究采用石墨烯墨水或石墨烯導(dǎo)電油墨印制卷煙電子標(biāo)簽，并開發(fā)與之配套的讀寫設(shè)備。此套設(shè)備預(yù)期有以下特點(diǎn)：

　　標(biāo)簽印制成本低，石墨烯電子標(biāo)簽可反復(fù)使用，更改錄入信息，同時(shí)減少件煙使用電子標(biāo)簽的數(shù)量

　　可遠(yuǎn)距離超快掃碼，超高射頻實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的快速掃描和信息的瞬間錄入

　　超高信息容量，單個(gè)電子標(biāo)簽可錄入大量卷煙信息，讀寫設(shè)備可同時(shí)讀取并錄入

　　石墨烯是最薄也是最強(qiáng)韌的材料。

　　若采用石墨烯材料運(yùn)用到煙草物聯(lián)網(wǎng)的RFID設(shè)備，不僅將大大提高工作效率、降低成本，而且將是對卷煙配送模式的一次顛覆性的改革。具體可表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

　　石墨烯電子標(biāo)簽取代鋁、銅等價(jià)格昂貴的金屬作為原材料，使成本大幅降低。此外，石墨烯電子標(biāo)簽的信息高容量可減少件煙使用電子標(biāo)簽的幾率，大大降低標(biāo)簽制作成本。

　　在工業(yè)卷煙到貨入庫環(huán)節(jié)，RFID技術(shù)應(yīng)用石墨烯材料，可以代替目前的件煙條碼掃碼作業(yè)和整托盤掃碼作業(yè)，實(shí)現(xiàn)整集裝箱入庫或者整車卷煙入庫。這樣可以大幅度降低工業(yè)卷煙企業(yè)的成本，通過替代托盤作業(yè)，還可以提高倉儲空間卷煙的利用率和商業(yè)卷煙企業(yè)的入庫作業(yè)效率，同時(shí)降低入庫作業(yè)成本，這是對工商企業(yè)卷煙交接管理是顛覆性的改革。

　　在倉儲卷煙管理環(huán)節(jié)，RFID技術(shù)應(yīng)用石墨烯材料，工作人員在對庫存卷煙日常作業(yè)管理的同時(shí)，短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)卷煙品規(guī)和數(shù)量的核對，可以大幅度縮短倉儲保管員工作時(shí)間，提高工作效率。

　　在分揀卷煙掃碼環(huán)節(jié)，RFID技術(shù)和二維碼標(biāo)簽應(yīng)用石墨烯材質(zhì)，通過整貨架掃碼作業(yè)替代現(xiàn)在件煙掃碼出庫，當(dāng)天卷煙生產(chǎn)總量可以在短時(shí)間實(shí)現(xiàn)出庫分揀作業(yè)，大幅度提高工作效率，降低物流用工成本。

　　在卷煙配核對作業(yè)中，二維碼標(biāo)簽技術(shù)應(yīng)用石墨烯材質(zhì)，完全可以實(shí)現(xiàn)整籠車零售戶數(shù)量和品規(guī)核對，提高分揀到配送的工作效率，縮短送貨員核對卷煙品規(guī)和數(shù)量的時(shí)間。

　　目前，石墨烯材料在科研領(lǐng)域的研究較為廣泛和成熟，在各行業(yè)已經(jīng)進(jìn)入了實(shí)用化競爭階段，因此，石墨烯材料在煙草物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)有巨大的應(yīng)用空間和發(fā)展前景。