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切勿走向歧途,石墨烯應用研究應抓重點
2015年04月15日 發布 分類:行業要聞 點擊量:2961
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      去年有消息稱,微軟創始人比爾·蓋茨的“比爾和梅琳達蓋茨基金會”早前制定出“新時代安全套”計劃。針對該計劃,英國曼徹斯特大學一批科學家利用超級材料石墨烯造出了更薄更堅韌的安全套,成功贏得10萬美元獎金。


      盡管目前國內石墨烯市場火熱,但對于什么是石墨烯說法不一,缺乏標準,部分企業甚至直接將石墨當作石墨烯進行銷售,市場魚龍混雜。從全國納米技術標準化技術委員會傳出消息,石墨烯國家標準制定工作日前啟動,以期在石墨烯這種新型納米材料的術語與定義、制備方法等方面制定科學標準,引導和促進我國石墨烯產業健康、有序發展。目前比較嚴謹的定義應該為:石墨烯(Graphene)是一種二維碳材料,是單層石墨烯、雙層石墨烯和少層石墨烯的統稱。


      石墨烯的發現者獲得了2010年諾貝爾獎,主要原因是因為這種材料所具備的特性。石墨烯是目前最堅硬,同時也是最薄的材料,還是最柔韌的材料,為世上電阻率最小的材料。擁有最強的導電性和導熱性,是世界上為數不多同時具備透明、導電和柔性三大屬性的材料。


      正是由于具備這些“逆天”的特性,石墨烯受到世人萬眾矚目并被寄予厚望,被形容為將顛覆硅時代。戲肉來了,我站某編輯之前曾以戲謔的方式對高大上的石墨烯進行了“羞辱”,他后來很后悔。這樣的聲音與潮流大勢不符,并且不夠嚴肅認真。經過這陣子的反省,加上已經從“講話藝術培訓班”畢業,幡然醒悟之后決定端正態度重新就石墨烯的問題進行思考。


       他認為,既然是革命性的材料,就應該有顛覆性的產品。顛覆性產品指的應該是由材料特性和研究方向推導,經嚴謹的科學論證可以產生包括:價格顛覆性,體驗顛覆性,從而可能導致整個行業洗牌,甚至重新建立的工業或生活用品。這些產品可能出現在以下領域:


       1、儲能技術  理想目標應該是,充電時間以秒計算,使用時間則以天計算。令人頭疼的充電時間長,行駛距離不足的問題得以解決,新能源汽車隨著新電池的進步,逐漸取代傳統汽車,最終完全占領市場。


      2、柔性屏幕  以手機屏幕舉例,引用美國化學學會的展望,“手機將薄如紙張,能夠多次折疊裝入口袋”。目前市面已經可以見到三星的曲面屏手機產品,這僅僅是開始而已。


      3、高精傳感  美國倫斯勒理工學院的科學家最新研制出了一款纖巧、便宜且能重復使用的新式傳感器,其由石墨烯泡沫制成,性能遠超現在市面上的商用氣體傳感器,而且,在不遠的未來,科學家們能在此基礎上研制出更優異的炸彈探測器和環境傳感器。


      4、超導熱電  快速導熱和快速導電可以同時利用或分開利用,電纜、LED、手機,理論上幾乎可以涵蓋涉及到的任何行業。


      5、阻隔滲透  去年一個中英合作項目發現氧化石墨烯薄膜具有“快速精密篩選離子”的性能,可以高效率地過濾海水中的鹽分,這意味著制造一個幾分鐘內可將一杯海水淡化成飲用水的過濾裝置有望成為現實。


      除了以上重點領域,還包括防腐防銹、醫用消毒、食品包裝、環保吸附、航天軍工等,某些已經有產品問世并批量生產。比如,2014年底,江蘇如東的石墨烯防腐涂料已經應用在海上風電設施防護上。


       2014年,全國第一個國家級石墨烯新材料高新技術產業化基地正式落戶常州。截至目前,石墨烯科技產業園共引進石墨烯相關創新創業團隊12個,注冊成立石墨烯相關企業24家,另有在談項目團隊13個,已初步形成區域性的石墨烯產業集群。數據顯示,所有國家中,我國申請的石墨烯專利數量最多,已超過2200項,占全世界的三分之一。


左圖為國內專利分布比例,右圖為世界專利分布比例。來源(南京吉倉納米 童偉)


       廣泛撒網也好,炒作套現也好,在投資角度來說,資本逐利無可厚非。相對于相關個股的資本運作而言,下游應用的研究著實寒酸。南京吉倉納米科技的童總提出觀點:石墨烯的應用研究決定石墨烯行業的發展,本站小編贊同之余更進一步認為:石墨烯作為革命性材料,應用產品應具有顛覆性。下游應用的研究結果最后不能使其物盡其用,比方說僅僅是藍寶石和康寧玻璃的區別,程度就不夠看。改善不明顯,受益不夠多,類似文章開頭提到安全套這樣的產品讓人啼笑皆非,這將辜負石墨烯的特性,辜負世人對它的期望。當然,科學講究理性,諾獎得主也是石墨烯的發現者認為:作為一種材料,石墨烯“前途是光明的、道路是曲折的”,雖然將來它也許能發揮重大作用,但是在克服幾個重大困難之前,這一場景還不會到來。更重要的是,考慮到產業更新的巨大成本,石墨烯的好處可能不足以讓它簡單地取代現有的設備——它的真正前景,或許在于為它的獨到特性量身定做的全新應用場合。

(粉體圈 作者:圈視角)


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