鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：819次 | 2018年07月07日
石墨烯行業(yè) “研制熱”、“使用熱”并不見(jiàn)得是壞事
據(jù)外媒“石墨烯信息”網(wǎng)8月5日?qǐng)?bào)導(dǎo)，麻省理工學(xué)院的研討人員近來(lái)開(kāi)宣布一種柔性通明的石墨烯太陽(yáng)能電池。它能夠被裝置于各類(lèi)物質(zhì)表面上，從玻璃到塑料，連紙張和磁帶也能夠。
被譽(yù)為“黑金”的石墨烯近年來(lái)遭到科學(xué)界的要點(diǎn)重視，大有星星之火有燎原之勢(shì)。我國(guó)石墨烯的研制與使用又是什么樣的狀況呢？
終究石墨烯是什么？
2004年，英國(guó)曼徹斯特大學(xué)的研討者使用膠帶重復(fù)刮擦石墨片，直至獲得單層的石墨，也就是石墨烯。它是只有一個(gè)碳原子厚度的二維資料，是現(xiàn)在世界上最薄也是最堅(jiān)固的納米資料，它幾乎是完全通明的，至吸收2.3%的廣，一起導(dǎo)熱功能和導(dǎo)電性都十分高，結(jié)構(gòu)也十分安穩(wěn)，商場(chǎng)使用遠(yuǎn)景十分寬廣。
科學(xué)家預(yù)言石墨烯將“徹底改變21世紀(jì)”，有可能掀起一場(chǎng)席卷全球的顛覆性新技能新工業(yè)革命。為此，近10年來(lái)全球從事這個(gè)范疇研討的科學(xué)家們，都力求在石墨烯的制備技能上趕快打破，希望能提前完成量產(chǎn)，搶占國(guó)際商場(chǎng)制高點(diǎn)。
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石墨烯制備技能還有待提高
石墨烯的制備辦法首要分為“自上而下”和“自下而上”兩類(lèi)辦法。“自上而下”法是經(jīng)過(guò)剝離石墨資料來(lái)制備石墨烯層，如微機(jī)械剝離法、氧化石墨還原法、碳納米管軸向切割法、液相分離法；而“自下而上”法是經(jīng)過(guò)碳原子的重新排列來(lái)合成石墨烯，如化學(xué)氣相堆積法（CVD）、外延生長(zhǎng)法、有機(jī)合成法等。
現(xiàn)在職業(yè)使用上，氧化還原法用的較多。該辦法并且能夠制備安穩(wěn)的石墨烯懸浮液，處理了石墨烯不易渙散的問(wèn)題，并且本錢(qián)低廉也簡(jiǎn)單完成，可是這種制備辦法簡(jiǎn)單帶來(lái)廢液污染和制備的石墨烯存在一定的缺點(diǎn)。
跟著技能的不斷改進(jìn)，部分制備辦法也從實(shí)驗(yàn)室走向了商場(chǎng)。據(jù)聚碳復(fù)材董事長(zhǎng)陳小剛介紹，其公司選用的是物理法量產(chǎn)石墨烯，該辦法能真實(shí)完成“零排放”，并且是世界上少量能以業(yè)界遍及承受的本錢(qián)完成規(guī)模化出產(chǎn)石墨烯。
聚碳董事長(zhǎng)也坦言，聚碳復(fù)材經(jīng)過(guò)物理法制得少層石墨烯，其首要長(zhǎng)處是徑厚比大、出產(chǎn)進(jìn)程無(wú)污染、保留了二維資料優(yōu)異的機(jī)械功能和電學(xué)功能?？墒沁@并不是嚴(yán)厲意義上的石墨烯。單層石墨烯才是嚴(yán)厲意義上的石墨烯。
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現(xiàn)在，國(guó)內(nèi)國(guó)外制備出來(lái)的石墨烯基本是少層或多層的。當(dāng)層數(shù)大于10層，一般稱為多層石墨烯。因?yàn)槭┑膬?yōu)異功能會(huì)跟著層數(shù)的添加顯著下降，業(yè)界以為，超越10層便不具備石墨烯資料的優(yōu)異功能。
石墨烯當(dāng)時(shí)的制備技能盡管獲得了巨大進(jìn)步，但制備技能在現(xiàn)階段仍是不行老練。
資源裝備制約著石墨烯工業(yè)化開(kāi)展
別的，石墨烯的深度使用要從實(shí)驗(yàn)室走向商場(chǎng)的技能攻關(guān)和資源裝備還需一個(gè)綿長(zhǎng)的進(jìn)程。
當(dāng)時(shí)商場(chǎng)上石墨烯的工業(yè)化使用，首要是在重防腐涂料、石墨烯散熱薄膜、石墨烯基電池等方面。事實(shí)上，這些使用對(duì)石墨烯質(zhì)量要求不是太高，部分范疇產(chǎn)品盡管完成商品化，功能并沒(méi)有表現(xiàn)出驚人的作用。在新能源范疇，有些石墨烯導(dǎo)電劑的產(chǎn)品功能還不能與碳納米管相比，這自身與石墨烯的層數(shù)有關(guān)，石墨烯只能替代部分的傳統(tǒng)資料。
石墨烯優(yōu)良的功能，在實(shí)驗(yàn)室中能夠絕佳的呈現(xiàn)，但使用到現(xiàn)有產(chǎn)品中，必先處理一些列問(wèn)題。比方，業(yè)界遍及看好石墨烯使用到現(xiàn)有動(dòng)電池中，既能提高電池容量又能提高電池的充電速度。
陳小剛介紹，聚碳復(fù)材的工程師把握了石墨烯和磷酸鐵鋰原位復(fù)合技能，這項(xiàng)技能能完成不管多大容量都能在5分鐘內(nèi)充滿電的想象。可是，現(xiàn)在不管是隔閡、電解液等還不能負(fù)荷這項(xiàng)技能的實(shí)踐使用。
技能制約、資源裝備在很大程度上制約了石墨烯的開(kāi)展，石墨烯在工業(yè)化和頂級(jí)使用方面，能夠說(shuō)任重而道遠(yuǎn)。
職業(yè)環(huán)境向好
但石墨烯因?yàn)楸∏矣?、透光好、?dǎo)熱強(qiáng)、導(dǎo)電率高的優(yōu)異功能，其使用遠(yuǎn)景會(huì)十分寬廣。信任在全球規(guī)模對(duì)石墨烯研制與使用的熱度只增不減。業(yè)界估計(jì)，未來(lái)五年到十年，石墨烯年產(chǎn)能將抵達(dá)千噸級(jí)。到2020年，石墨烯工業(yè)化規(guī)劃將獲得打破，并抵達(dá)千億等級(jí)。
國(guó)家在“十二五”規(guī)劃中心明確將新資料列為重要的戰(zhàn)略新興工業(yè)；國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)現(xiàn)已連續(xù)撥款超越3億元資助石墨烯相關(guān)項(xiàng)目；國(guó)家引導(dǎo)石墨烯工業(yè)成立了我國(guó)石墨烯工業(yè)技能創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟……國(guó)家和各級(jí)政府的一系列的支撐政策、職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)逐步完善中、民間本錢(qián)不斷涌入，使石墨烯制備和使用技能得以大力開(kāi)展，現(xiàn)在水平現(xiàn)已能與國(guó)際比肩。
商場(chǎng)熾熱并不見(jiàn)得是壞事
一起國(guó)內(nèi)石墨烯職業(yè)也存在著“研制熱”、“使用熱”的問(wèn)題。首要表現(xiàn)在一些科研單位與資料范疇的出產(chǎn)企業(yè)，在概念仍然含糊，缺少開(kāi)發(fā)才能的狀況下，就投入大量的資金；或許石墨烯要害核心技能還沒(méi)有處理，真實(shí)意義上的石墨烯產(chǎn)品還沒(méi)出來(lái)，一些研制與出產(chǎn)單位，就開(kāi)端到處游說(shuō)開(kāi)發(fā)成功。有專(zhuān)家憂慮這些不務(wù)實(shí)、非理性的跟風(fēng)式開(kāi)展，嚴(yán)峻影響力石墨烯工業(yè)的健康開(kāi)展。
但筆者以為，商場(chǎng)這種種“熱”并不見(jiàn)得是壞事。跟著整個(gè)石墨烯職業(yè)技能的不斷開(kāi)展及下流使用的老練，盡管還未出現(xiàn)具有“顛覆性”的使用方向，可是在一些相對(duì)老練的范疇的使用現(xiàn)已越來(lái)越明亮。就現(xiàn)在石墨烯在重防腐涂料、石墨烯散熱薄膜、石墨烯基電池等方面使用發(fā)生的效益是清楚明了的。“研制熱”、“使用熱”終歸是要經(jīng)過(guò)產(chǎn)品表現(xiàn)的，而受益的除了產(chǎn)品自身，對(duì)產(chǎn)品地點(diǎn)職業(yè)無(wú)疑也是利好音訊。
石墨烯使用商場(chǎng)上，不管本錢(qián)、企業(yè)、商場(chǎng)怎么炒作，將極大程度低提高石墨烯使用產(chǎn)品的質(zhì)量和使用規(guī)模。石墨烯的運(yùn)用與開(kāi)展最終必將是核心技能的競(jìng)爭(zhēng)，商場(chǎng)自然會(huì)進(jìn)行優(yōu)勝劣汰、資源整合，推進(jìn)石墨烯職業(yè)構(gòu)成完好、老練的工業(yè)鏈。
