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揭秘新材料之王石墨烯:未来投资机会在哪?

导读: 石墨烯作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料,被称为“黑金”,是“新材料之王”。

  2016年8月8日,国务院印发《“十三五”国家科技创新规划》,明确了“十三五”时期科技创新的总体思路、发展目标、主要任务和重大举措。规划中提出要发挥石墨烯等对新材料产业发展的引领作用,这无疑肯定了石墨烯在新材料产业发展中的重要地位。

  石墨烯作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料,被称为“黑金”,是“新材料之王”。当前国内对石墨烯材料的应用,还仅仅停留在对已有材料的改进方面,比如,利用石墨烯绝佳的导热导电性,提高零配件的散热能力,缩短电池充电时间等等,还没有这种颠覆性的应用出现,但是《十三五国家科技创新规划》的发布,为石墨烯产业的未来指明了方向,那就是研究颠覆性应用,指引新材料产业发展。

  2016年中国国际石墨烯创新大会将于2016年9月22日至24日在青岛举行,大会将以“新势力、新常态、新突破”为主题,同时东旭光电下“烯王”在9月量产上市,9月份将是石墨烯板块非常重要的爆发点。从二级市场来看,从8月份开始,石墨烯板块的相关概念股就有资金大幅流入的迹象,股价收上影线非常多。本文对石墨烯行业进行简要分析,并对板块相关个股进行详细分析。

  石墨烯简介

  石墨烯是由单层碳原子紧密堆积成的二维蜂巢状的晶格结构,看上去就像由六边形网格构成的平面。每个碳原子通过sp2杂化与周围碳原子构成正六边形,每一个六边形单元实际上类似一个苯环,每一个碳原子都贡献一个未成键的电子,单层石墨烯的厚度仅为0.335nm,约为头发丝直径的二十万分之一。

  2004年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,成功从石墨中分离出石墨烯,证实它可以单独存在,两人也因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。

  石墨烯分类

  1、单层石墨烯:指由一层以苯环结构(即六角形蜂巢结构)周期性紧密堆积的碳原子构成的一种二维碳材料。

  2、双层石墨烯:指由两层以苯环结构(即六角形蜂巢结构)周期性紧密堆积的碳原子以不同堆垛方式(包括AB堆垛,AA堆垛,AA‘堆垛等)堆垛构成的一种二维碳材料。

  3、少层石墨烯:指由3-10层以苯环结构(即六角形蜂巢结构)周期性紧密堆积的碳原子以不同堆垛方式(包括ABC堆垛,ABA堆垛等)堆垛构成的一种二维碳材料。

  4、多层或厚层石墨烯:指厚度在10层以上10nm以下苯环结构(即六角形蜂巢结构)周期性紧密堆积的碳原子以不同堆垛方式(包括ABC堆垛,ABA堆垛等)堆垛构成的一种二维碳材料。

  石墨烯特性

  由于石墨烯特殊的结构,其也表现出许多其它材料不具有的特异性能。

  1、导电性极佳:石墨烯中载流子电子和空穴是连续的,迁移率可以到达1×105cm2/Vs,电子的传输速度达到光速的1/300,大大超过了在一般金属导体和半导体中的传导速度,因而其拥有极好的导电性。

  2、超高透光率:单层石墨烯在很宽的波长范围内的吸光度仅为2.3%,也就是单层石墨烯的透光率达到97.7%,远远高于透明导电薄膜国际通用标准85%的要求。

  3、超高强度:石墨烯被发现是继碳纳米管之后具有最高弹性模量和强度的材料。其强度是世界上最好的钢强度的100倍,硬度比自然界中最硬的材料金刚石还高,同时又拥有极好的柔韧性,可以随意弯曲。

  4、超高热导率:和石墨、金刚石和碳纳米管相似,石墨烯也拥有非常高的热导率,自由态的单层石墨烯在室温下热导率可以达到5000W/mK,是目前已知的导热率最高的材料。

  5、超大比表面积:由于石墨烯的厚度只有一个碳原子厚,因此单层石墨烯拥有超大的比表面积,可以达到2630m2/g,远远大于普通活性炭的比表面积。在2015年石墨烯发现之前,石墨烯既是最薄的材料,也是最强韧的材料,断裂强度比最好的钢材还要高200倍。同时它又有很好的弹性,拉伸幅度能达到自身尺寸的20%。它是目前自然界最薄、强度最高的材料,如果用一块面积1平方米的石墨烯做成吊床,本身重量不足1毫克便可以承受一只一千克的猫。

  石墨烯产业链

    1.上游行业运行对石墨烯行业的影响

上游行业运行对石墨烯行业的影响

  石墨是重要的非金属矿产资源,根据结晶形态不同分为隐晶质(微晶)和晶质两种。其中微晶石墨为煤变质产物,是由直径小于1微米晶体构成的致密状集合体,亦称土状石墨或无定形石墨;晶质石墨为岩石变质产物,晶体较大,多为鳞片状。石墨材料及其复合材料作为21世纪的新兴材料,广泛应用于冶金、化工、航天等领域。尤其是大规格高质量的石墨,作为替代性材料,在高科技、高技术领域有着宽广的应用空间。

  石墨烯制备一般选取高质量的鳞片石墨、可膨胀石墨等,所以作为石墨烯产业的开端,石墨矿产的开采以及高纯石墨的深加工是非常重要的。

  在二级市场中,石墨烯上游概念股为方大炭素、宝泰隆(个股详细介绍见后页)

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