至走近“神奇材料”石墨烯:秒充时代还有多远

公司新闻发布时间:2021-10-09

走近“神奇材料”石墨烯:秒充时代还有多远

手机充电仅需几秒?手机屏幕能折叠曲折?……这些也许都将由于有“21世纪奇异材料”之称的石墨烯面世而成为可能。

现今,全球经济增长乏力,各国都在谋求新1轮的科技和产业升级突破。中国是石墨资源大国,也是石墨烯研究和利用开发最活跃的国家之1,我国科学家和产业人士正将眼光聚焦在它身上。

石墨烯到底有多奇异?会否给生产生活领域带来“颠覆性”变化?今天,让我们走近石墨烯1探究竟。

石墨烯:奇异的“新材料之王”

石墨烯的发现者之1、2010年诺贝尔物理学奖得主安德烈·海姆这样描写:“石墨烯对很多人来讲就像爱丽丝仙境1样,非常奇异”。

这类奇异物资,究竟是甚么?

石墨烯,实际就是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有1层原子厚度的2维晶体。铅笔心用的石墨就相当于无数层石墨烯叠在1起。

“它是迄今为止自然界最薄、强度最高的材料,可以被无穷拉伸,曲折到很大角度不断裂,还可以抵抗很高的压力。”日前应邀来华参会的安德烈·海姆说,石墨烯还有着非同寻常的导热性和导电性。

“石墨烯导电率高,化学结构又10分稳定,是1种用于移动电池、电源很理想的电极材料。”中国科学院院士、中国科学院金属研究所研究员成会明表示,石墨烯可以和电子元件、电子装备进1步相结合使用,以此增强其它储电装备的储电率。

石墨烯另外一个奇特的地方在于“零渗透”——所有气体、液体都没法渗透。这也使得石墨烯产品有了“针插不进、水泼不进”的本事。

“给船体涂上石墨烯涂层,海水中重金属离子等就没法穿透这层薄膜去腐蚀船体。”青岛赛瑞达电子设备股分有限公司董事长宋立禄接受记者采访时说。

让人感到惊奇的还远不止这些。石墨烯具有超强吸附性,科学家正在研究用它做过滤装置,用于海水淡化、污水处理等领域;它又几近是完全透明的,具有非常好的透光性,合适作为透明电子产品原料。

石墨烯正从实验室走近人们生活

“新材料未来需求巨大。比如纳米型新材料石墨烯的利用,在危险化学品类火灾中不能用水去灭,但如果用石墨烯薄膜打过去就能够了。而使用石墨烯材料,手机未来可能薄到跟酒店房卡差不多。”清华大学经济管理学院教授魏杰在解读“1035”计划建议提到新材料产业时说。

日前在青岛举行的2015中国国际石墨烯创新大会上,石墨烯理疗、保暖产品、LED用高导热石墨烯复合材料、石墨烯防弹材料、石墨烯电热服装等20余种石墨烯产品已全新推出。

“利用石墨烯特性,研可避免油液外溢发新型防弹衣,防弹插板只需17毫米就可以到达乃至超过传统产品的防弹效果,重量还可减轻20%。”青岛华高墨烯科技有限公司董事长施建新说,目前这款防弹衣已与3家使用单位签约。

1直以来,智能手机的续航能力始终是最大短板。宋立禄告知记者,他们研发的石墨烯新型锂电子电池,充电时间大大缩短,手机几分钟就可以完成充电。

不久前,华为宣布与英国曼彻斯特大学国家石墨烯研究院合作,研究如何将石墨烯领域的突破性成果利用于消费电子产品和移动通讯装备。可以料想,手机将继功能机向智能机变革以后,再产生新“革命”——石墨烯的特性未来将使显示屏超薄、超轻,实现可卷曲的柔性显示。

目前,被业界誉为“东方碳谷”之称的江苏常州,已具有石墨烯产业技术研发和企业孵化的服务平台;中科院重庆绿色智能技术研究院同样成功制备出15英寸单层石墨烯手机显示屏;高铁内饰材料中已开始使用石墨烯……石墨烯技术正在悄然影响着生产生活等领域。

石墨烯时期真正到来还需光阴

工业与信息化部原材料工业司司长周长益说,“最近几年来结构材料、石墨烯等前沿新材料均实现了快速增长。这些材料目前总量较小传动机构的偏心盘近年来我国入口的塑料机器的数目也在很快促进由机电驱动,但其发展加快了原材料工业关键材料转型升级的步伐。”

据统计,我国石墨矿储量占到世界总储量的75%,生产量约占世界总产量70%,具有发展石墨烯产业的资源基础。截至目前,我国石墨烯企业已超过百家,并在常州、无锡、青岛、深圳等地构成产业集群。

不过,也有很多科研人员指出,石墨烯作为1种新材料,要真正走向市场,进程“前景光明,道路曲折”。

重要困难是受限于材料生产。中科院院士、北京大学教授刘忠范说,要实现石墨烯商业化,需要生产出低本钱、高品质的石墨烯成品。“但制出这类石墨烯并不是易事。技术层面上还有很多挑战,批量化或大尺寸生产都还没能克服。”

中国科学院山西煤炭化学研究所副研究员、石墨烯课题组长陈成猛指出,我国石墨烯产业发展目前还存在生产本钱高、产品品质待提升、上下游互动不够等问题。

记者采访中也发现,虽然目前国内石墨烯市场火热但鱼龙混杂,有的企业乃至直接将石墨当作石墨烯来宣扬、销售。

“目使用标准扭矩仪检定时前石墨烯行业缺少国家标准、行业标准和企业标准。对石墨烯的质量、制备工艺、检测装备和方法等,都没有科学统1的说法。”施建新说。

专家认为,石墨烯产业必须要避免当年纳米技术那样1哄而上的局面,需要全部资源进行创新布局,构成聚合效应。