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十二年間石墨烯是否仍然無法觸及?

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2022年11月18日  

一支最普通的鉛筆在一張白紙上劃過,你會想到什么呢?


很早之前,人們就發現這種由石墨粉形成的劃痕中包含著指數級別的微觀世界,一道看似無足輕重的鉛筆劃痕實際上是由多達30000層的單層碳原子層疊加而成。而這些被觀察到由碳原子形成六角結構相互勾連的碳原子層,如果形成材料,理論上具備人類現有材料中相當罕見的超強導熱、導電,及超高機械強度的優良性能。這種材料,就是石墨烯。


2004年,英國曼徹斯特大學兩位物理學家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫發現,如果用特殊的膠帶在石墨上粘貼,再用特定的物理方法使得石墨層間不斷分離,最終就會得到由一層碳原子六角勾連結構形成的石墨烯。這是人類首次使用實驗方法分離出石墨烯,也打破了科學界關于非絕對零度下不可能獲取二維結構材料的預言。兩位科學家也因此在2010年獲得諾貝爾物理學獎。


此后,科學及資本界對石墨烯的熱度日漸升溫。華為科技的掌門人任正非就曾公開表態:“石墨烯將顛覆硅時代”——后者是現有計算機科學賴以存在的物質基礎,理論上,如果使用石墨烯替代硅晶體管作為基礎材料,現有的計算機的計算能力將會躍升幾個數量級。


毫無疑問,僅這一項,就能夠讓計算機產生革命性的變化,而計算機的提速勢必帶動社會的變革。而這一切不過是利用了石墨烯材料所表現出的其中一個特性。


理論的美好畢竟不能改變現實的貧乏。


過去十年,科學界費盡心機找尋能夠大規模量產石墨烯材料的工業制法,而且新的制備石墨烯的方法也在緩慢獲得突破,但由于現有技術的種種限制,大規模工業量產石墨烯被認為短期內不可行。


除了制備石墨烯的技術限制,如何在現有技術上發展新的科技,實現對石墨烯的深層次開發,也是擺在業界面前的一道難題。


“石墨烯要掀起一場材料革命,短期技術儲備也至少在未來的5-10年?!北徽J為是中國石墨烯產業奠基人的原清華大學精密儀器與機械學系主任、清華大學科技處處長,深圳市首任石墨烯協會名譽會長,現任深圳市稀旺科技創始人馮冠平認為,僅就目前對石墨烯研究取得的成果而言,要充分利用石墨烯,甚至達到“材料革命”的程度,科學界前路坎坷且漫長。


目前,世界上對石墨烯材料開發已有一定基礎的國家除了英國,還有美國、韓國和中國。而由于資本充裕且活躍度大,我國從科學到資本、從官方到民間對石墨烯的熱衷居高不下。


2015年10月份,國家主席習近平訪問英國,其間參觀了曼徹斯特大學的英國國家石墨烯研究院。該大學正是兩位因石墨烯而獲得2010年諾貝爾物理學獎的科學家所在的高校。


這更刺激了資本在我國對石墨烯產業的向往。據了解,僅僅的過去的2015年,我國在石墨烯產業的資本規模就超過了10億元人民幣。


十二年間石墨烯是否仍是鏡中花?


習近平參觀英國曼徹斯特大學國家石墨烯研究院


但資本熱像,不過是各方資本從中運作,企圖攫取社會財富的方式。今年7月份,深圳市就出臺相關文件,要求市場警惕包括石墨烯、VR等在內的概念股的熱炒,這無疑為石墨烯概念的過熱打了一劑降溫藥。果不其然,隨后石墨烯板塊持續回落。


“現在利用石墨烯,只能在民用領域好好打基礎?!瘪T冠平認為,真正能夠開發利用石墨烯的時代并未完全到來,但這并不意味著民用方面對技術停滯束手無策。


這要歸功于神奇的“摩爾定律”。從首次人工分離出石墨烯至今已經過去十二年,雖然大規模生產石墨烯的方法并未得到革命性的突破,但工業生產石墨烯的成本已經大幅降低,這就為民間實業利用石墨烯以實際應用提供了契機。


十二年間石墨烯是否仍是鏡中花?


馮冠平


“利用石墨烯材料的優良導熱性能,已經實現了利用石墨烯材料制造健康護具、可穿戴設備及家用供暖設備。”從可保健的腰帶、護具,到能夠發熱的衣服貼片,再到可調節室內溫度的壁畫型散熱片,馮冠平帶領著他的的稀旺科技,正在將抽象的石墨烯前景變成一件件具體、直觀的工業產品。值得一提的是,大多數的產品都已經獲得專利且在市場上銷售。


“石墨烯產業是一場豪賭?!瘪T冠平認為,未來中國石墨烯產業的資本規模將會達到幾百億甚至上千億,前景巨大。但機會的存在同樣吸引著資本的橫行,資本質量參差不齊勢必影響到整個行業的發展?!艾F在就是要防止有些公司對這個概念的惡意熱炒”,馮冠平稱,目前能做出產品來才是對石墨烯未來最好的展望。

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