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二十一世纪的新材料之王-石墨烯 中国石墨烯产业现状如何

石墨烯,其实并不神秘,它虽然号称新材料之王,但自然界从来都有,只是人类发现得迟而已。用通俗的话来说,用铅笔从纸上轻轻划过,纸上留下的痕迹就是几层或几十层石墨烯。

石墨芯铅笔

它的诞生过程很简单,就是英国两位科学家用胶带从石墨晶体上粘下来的。当然刚粘下来的时候,可能还是数十层之多,然后把粘下来的再用胶带不停地分粘,直到剩下最后一层,那就是单层石墨烯-真正的石墨烯。

科学家发现的石墨烯的诸多优异性能,比如高强度、高韧度、储导电性能,都是特指单层石墨烯。石墨烯的层数越多,性能反而会随之下降。

石墨烯纺织衣物

石墨烯的主要用途:

一是电子领域,包括透明导电膜、柔性电子器件、传感器等。其实石墨烯的最大潜力是在于它可能替代硅,制造超微型晶体管,用于超级计算机。IBM公司在2010年2月就已宣布将石墨烯晶体管的工作频率提高到100GHz,超过同等尺度的硅晶体管。如果按照专家分析,用石墨烯完全取代硅,那么处理器的运行速度将会提高上百倍。

二是储能领域,包括超级电容、石墨烯锂电池、还有微光下也能发电的石墨烯有机太阳能电池,也就是人们对石墨烯产品较为熟知的一个用途。

石墨烯灯头

三是传统的赋能材料,使材料具有散热、抗摩擦、抗腐蚀等性能。比如石墨烯手机触摸屏、防弹衣、涂料等。

石墨烯作为一种性能优异、潜力巨大的新型材料,已经在化学、材料、物理、生物、环境、能源等众多学科领域已取得了一系列重要进展,人们正在探寻更好的制备工艺并发掘石墨烯的应用方向。

我国石墨烯行业发展迅猛,在世界上处于第一梯队。但是我国石墨烯产业的发展也有相当不足:

一,产业低端应用较多,多集中在复合材料、功能材料等低端化领域。这一方面是产学研部门的急功近利,急于打开市场,而高端的应用则要付出更大代价却没有现实中的市场,所以较少涉足;另一方面是因为工业化生产的石墨烯因为制备技术并不成熟,造成预期象的性能根本达不到。比如,宣称中的一克石墨烯铺满一操场,结果最后根本实现不了。所谓理想很丰满,现实很骨感,就是如此。

二,石墨烯的概念和标准太低,相当不严谨。从科学的角度说,石墨烯之所以被称为石墨烯,是因为它的单层结构。在美国,石墨烯只有单层结构一说,而在国内,有很多企业把10层以下的都称为石墨烯,甚至还有人鱼目混珠,把类石墨烯产品也称为石墨烯。

三,在石墨烯技术的专利上,我国是大而不强,重视量而轻视质。虽然从数量上,我国石墨烯专利绝对是名列世界前三,但是质量却有待于提高。更重要的是,国内的专利没有系统性,想起一个是一个。而国外的专利,更注重的是对整个产业链的布局与保护。

石墨烯充电电池

中国的石墨烯产业如何发展?其实不论石墨烯业火热还是清淡,都要保持理性,踏踏实实夯实基础,眼光放远。

一,中国石墨烯产业的目标就应该定在中后端产品,也就是应该定在挣大钱上,绝不能再做低端原料出口商!举个例子:曾有国内企业5000元一吨出口石墨到日本,人家加工后再6万卖给咱,这种事还是少干。

二,走技术成熟路线。因为目前的石墨烯生产技术与应用技术并不成熟,还要经过全国的甚至全世界的科学家的不断钻研!在这个阶段,最好是国家出台指导性政策,指导企业走技术成熟路线。比如哪个技术还不能保证石墨烯产品的性能,就暂时搞技术开发,不要马上投入生产。

石墨原料

三,与国家重大战略保持一致。围绕新一代信息技术、航空航天设备、新能源等领域进行前瞻性布局。

四,人才培养。其实,石墨烯作为一门新材料科学,它的科研离不开人才。所以应该增设课程,培养一批领军人才,才能使得这门研究后继有力,发展有希望。

虽然目前石墨烯市场没有火起来,但石墨烯是目前发现的最薄、最坚硬、导电导热性能最强的一种新型纳米材料,它被称为“黑金”、“新材料之王”!有人甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪。”中国拥有丰富的石墨资源,把它做成优质的石墨烯产品,并掌握核心技术,这不又是一个稀土吗?

稀土

可以想见,将来的石墨烯产业肯定是一块非常非常大的蛋糕!那么中国在这个领域应该改变思路,瞄准高端、加强科研,尽可能多地掌握核心技术,才能不落后于人,才能为咱们切下最大的那一块蛋糕!为祖国的科技发展、经济繁荣再添一把火!

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