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骨感的现状 石墨烯产业化路在何方?

2016-03-04 01:26
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  石墨烯,被称为取代石油的“黑金”和新“材料之王”。在刚刚过去的2015年,石墨烯不仅抢占了新材料领域的“头条”,还受到了媒体、众多科研院校和企业的追捧。这种目前发现的最薄、最坚硬、最透光和同时具备超导电导热性能的新型纳米材料,将彻底改变我们的生活。

  自2010年,物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫教授捧起诺贝尔物理学奖那一刻起,石墨烯一举成为举世瞩目的一种新材料。五年之后,2015年的10月24日,中国国家主席习近平抵达访英的最后一站——曼彻斯特大学石墨烯研究院,把中国的石墨烯产业推向了风口浪尖。

  一个属于石墨烯的时代,已经到来了。

(因成功从石墨中分离石墨烯而获得诺贝尔物理学奖的曼彻斯特大学安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫教授)

  趋势:遍地开花 前景看好

  2015年,全球经济增长乏力,各国都在谋求新一轮的技术突破。这时候,一种新型材料“石墨烯”斜刺杀出,迅速成为全球工业焦点。石墨烯是单原子层的二维晶体材料,不仅是最薄的材料,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,非常极其理想的航空航天材料。

  另外,石墨烯几乎是完全透明的,只吸收2.3%的光。另一方面,它非常致密,即使是最小的气体原子(氦原子)也无法穿透。这些特征使得它非常适合作为透明电子产品的原料,如透明的触摸显示屏、发光板和太阳能电池板。

  最为人所关注的,应该是石墨烯目前最有潜力的应用是成为“硅”的替代品,制造超微型晶体管,用来生产未来的超级计算机。硅已经成为了制约芯片发展更进一步的瓶颈,作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的材料,用石墨烯取代硅,计算机处理器的运行速度将会快数百倍。

  新能源电池则是石墨烯最早研发的领域。目前,表面附有石墨烯纳米涂层的柔性光伏电池板已可实现量产,这项成果将制造透明可变形太阳能电池的成本直接打了五折。同时,这种电池还可应用于夜视镜、相机等小型数码设备中。石墨烯超级电池的成功研发,也解决了新能源汽车电池的容量不足以及充电时间长的问题,极大加速了新能源电池产业的发展。这一系列的研究成果为石墨烯在新能源电池行业的应用铺就了道路。

  石墨烯被称为“黑金”,是“新材料之王”,科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。

  正是看到了石墨烯的应用前景,许多国家纷纷建立石墨烯相关技术研发中心,尝试使用石墨烯商业化,进而在工业、技术和电子相关领域获得潜在的应用专利。令人振奋的是,与一些远远落后于欧美的技术相比,我国在石墨烯上的研究,与发达国家几乎是并驾齐驱的。

  骨感的现状 产业化路在何方?

  我国对于石墨烯产业发展的重视显而易见。

  随着石墨烯产业化的提速和政策扶持力度的加大,我国已形成多个石墨烯产业集群,并不断壮大。2016年是“十三五”规划的开局之年,石墨烯进入《新材料产业“十三五”重点产品目录》应无悬念。受益政策扶持、产业集群、科研投入大和制造成本下降,还将继续提速,很多媒体都把2015 年称作是“中国石墨烯产业的爆发元年”。

  其实我国自 2009 年就已经开始积极推动石墨烯产业,并在次年后成立了石墨烯产业产业联盟,六年过去了,却是没有太多令人惊艳的成果。直到去年习大大的英伦之行,石墨烯才有重新回到公众视线。难道石墨烯不像我们听到的那么神奇了吗?其实不然,受困于技术限制,我国乃至全球的石墨烯产业化,仍然处于初级阶段。曾经被广泛看好的华为mate8石墨烯充电手机,后来也被证明是一场关于石墨烯的营销。

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