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切勿走向歧途,石墨烯应用研究应抓重点
2015年04月15日 发布 分类:行业要闻 点击量:2831
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      去年有消息称,微软创始人比尔·盖茨的“比尔和梅琳达盖茨基金会”早前制定出“新时代安全套”计划。针对该计划,英国曼彻斯特大学一批科学家利用超级材料石墨烯造出了更薄更坚韧的安全套,成功赢得10万美元奖金。


      尽管目前国内石墨烯市场火热,但对于什么是石墨烯说法不一,缺乏标准,部分企业甚至直接将石墨当作石墨烯进行销售,市场鱼龙混杂。从全国纳米技术标准化技术委员会传出消息,石墨烯国家标准制定工作日前启动,以期在石墨烯这种新型纳米材料的术语与定义、制备方法等方面制定科学标准,引导和促进我国石墨烯产业健康、有序发展。目前比较严谨的定义应该为:石墨烯(Graphene)是一种二维碳材料,是单层石墨烯、双层石墨烯和少层石墨烯的统称。


      石墨烯的发现者获得了2010年诺贝尔奖,主要原因是因为这种材料所具备的特性。石墨烯是目前最坚硬,同时也是最薄的材料,还是最柔韧的材料,为世上电阻率最小的材料。拥有最强的导电性和导热性,是世界上为数不多同时具备透明、导电和柔性三大属性的材料。


      正是由于具备这些“逆天”的特性,石墨烯受到世人万众瞩目并被寄予厚望,被形容为将颠覆硅时代。戏肉来了,我站某编辑之前曾以戏谑的方式对高大上的石墨烯进行了“羞辱”,他后来很后悔。这样的声音与潮流大势不符,并且不够严肃认真。经过这阵子的反省,加上已经从“讲话艺术培训班”毕业,幡然醒悟之后决定端正态度重新就石墨烯的问题进行思考。


       他认为,既然是革命性的材料,就应该有颠覆性的产品。颠覆性产品指的应该是由材料特性和研究方向推导,经严谨的科学论证可以产生包括:价格颠覆性,体验颠覆性,从而可能导致整个行业洗牌,甚至重新建立的工业或生活用品。这些产品可能出现在以下领域:


       1、储能技术  理想目标应该是,充电时间以秒计算,使用时间则以天计算。令人头疼的充电时间长,行驶距离不足的问题得以解决,新能源汽车随着新电池的进步,逐渐取代传统汽车,最终完全占领市场。


      2、柔性屏幕  以手机屏幕举例,引用美国化学学会的展望,“手机将薄如纸张,能够多次折叠装入口袋”。目前市面已经可以见到三星的曲面屏手机产品,这仅仅是开始而已。


      3、高精传感  美国伦斯勒理工学院的科学家最新研制出了一款纤巧、便宜且能重复使用的新式传感器,其由石墨烯泡沫制成,性能远超现在市面上的商用气体传感器,而且,在不远的未来,科学家们能在此基础上研制出更优异的炸弹探测器和环境传感器。


      4、超导热电  快速导热和快速导电可以同时利用或分开利用,电缆、LED、手机,理论上几乎可以涵盖涉及到的任何行业。


      5、阻隔渗透  去年一个中英合作项目发现氧化石墨烯薄膜具有“快速精密筛选离子”的性能,可以高效率地过滤海水中的盐分,这意味着制造一个几分钟内可将一杯海水淡化成饮用水的过滤装置有望成为现实。


      除了以上重点领域,还包括防腐防锈、医用消毒、食品包装、环保吸附、航天军工等,某些已经有产品问世并批量生产。比如,2014年底,江苏如东的石墨烯防腐涂料已经应用在海上风电设施防护上。


       2014年,全国第一个国家级石墨烯新材料高新技术产业化基地正式落户常州。截至目前,石墨烯科技产业园共引进石墨烯相关创新创业团队12个,注册成立石墨烯相关企业24家,另有在谈项目团队13个,已初步形成区域性的石墨烯产业集群。数据显示,所有国家中,我国申请的石墨烯专利数量最多,已超过2200项,占全世界的三分之一。


左图为国内专利分布比例,右图为世界专利分布比例。来源(南京吉仓纳米 童伟)


       广泛撒网也好,炒作套现也好,在投资角度来说,资本逐利无可厚非。相对于相关个股的资本运作而言,下游应用的研究着实寒酸。南京吉仓纳米科技的童总提出观点:石墨烯的应用研究决定石墨烯行业的发展,本站小编赞同之余更进一步认为:石墨烯作为革命性材料,应用产品应具有颠覆性。下游应用的研究结果最后不能使其物尽其用,比方说仅仅是蓝宝石和康宁玻璃的区别,程度就不够看。改善不明显,受益不够多,类似文章开头提到安全套这样的产品让人啼笑皆非,这将辜负石墨烯的特性,辜负世人对它的期望。当然,科学讲究理性,诺奖得主也是石墨烯的发现者认为:作为一种材料,石墨烯“前途是光明的、道路是曲折的”,虽然将来它也许能发挥重大作用,但是在克服几个重大困难之前,这一场景还不会到来。更重要的是,考虑到产业更新的巨大成本,石墨烯的好处可能不足以让它简单地取代现有的设备——它的真正前景,或许在于为它的独到特性量身定做的全新应用场合。

(粉体圈 作者:圈视角)


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