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新材料界“网红”石墨烯:科技革新还是商家噱头?

莆田电商城报道:http://www.05940004.com   作者:安福相册    时间:2016年12月24日

莆田运动鞋批发市场报道:http://www.05940004.com   作者:莆田运动鞋 时间:2016年12月24日


华为这些年对石墨烯的重金投入,让这种新式纳米资料变成国人重视的抢手科技议题。华为总裁任正非曾自傲地表明,将来10-20年石墨烯将引起一场技能革命,变成“彻底改动21世纪”的“黑科技”。

那么,石墨烯究竟是一种什么新资料?它真的可以改动将来吗?
新资料界的“网红”
石墨烯是一种只要一个原子层厚度的准二维资料。好久之前有物理学家预言,准二维晶体自身热力学性质不安稳,所以其不能独自存在。直到2004年,英国曼彻斯特大学物理学家从石墨中别离出石墨烯,证明它可以独自存在,两人因而共获2010年诺贝尔物理学奖。
石墨烯声称“新资料之王”,是一种二维蜂窝状纯碳资料,集许多特性于一身。它是如今最薄、最轻的资料,一起也是最强、最坚固的资料。尽管石墨很软,可是单层的石墨烯资料甚至比金刚石还硬。咱们所熟知的金刚石导热性极好,热导率在2000W/mK(导热系数)摆布,而石墨烯的热导率到达5300W/mK。石墨烯还兼具柔性、通明等特性,而且只要质子可以穿透。这些优秀的特性赋予了石墨烯资料极为宽广的运用远景,也是吸引全世界眼球的根本原因。
尽管石墨烯在新闻端不断“刷屏”,真实可以表现其特性的商业商品却迟迟不见踪影。
华为宣告的“石墨烯助力的高温锂离子电池”,依据华为瓦特实验室首席科学家李阳兴的解说,高温电池中,石墨烯起到的作用是高效散热,而非电池的正极或负极资料。尽管这不是石墨烯电池,但据华为供给的信息,这款新电池的功能已可秒杀如今市面上的大多数锂电池。
手机职业或被推翻
华为本月稍早时分在深圳发布的荣耀Magic手机,选用“石墨烯助力的高温锂离子电池”技能,官方宣传30分钟即可充满90%的电池。
对于手机来说,石墨烯含义严重。假如手机芯片运用石墨烯制造,功能大幅进步的一起功耗将大幅降低;假如将石墨烯用于手机电池的南北极,续航才能将是一般电池的十多倍;假如用石墨烯制造电容装置,几分钟就能完成智能手机充电;石墨烯具有透光、柔韧等特色,若能用在手机上,就能出产柔性屏幕手机、全通明手机。
不仅仅是华为,三星、苹果、诺基亚在石墨烯范畴剧烈竞赛现已愈演愈烈,诺基亚取得专利的最引人瞩目的一项运用即是运用石墨烯制造高功能超薄相机传感器。
抱负与实际距离大
本来,对于石墨烯资料来说,抱负与实际距离很大。抱负的石墨烯具有完美的蜂窝状构造,而实际的石墨烯就像一件破衣服,由无数个石墨烯微片拼接而成。石墨烯上有许多缺点,还有许多脏东西。因而,实际制备出来的石墨烯资料功能没有那么好,价值也没有那么高。
公司的重金投入并没有使石墨烯完成真实工业化,国内公司中除了两家公司完成了运用于LED职业的石墨烯商品的小规划出产外,其他研讨机构及公司均只能小批量出产,商品也首要用于研讨机构的研讨。
国内石墨烯工业处于初级开展期间,工艺水平不高、公司难以获利是阻止石墨烯工业化开展的两大要素。
工艺上来看,怎么批量化地制备大面积、安稳性好、高质量的石墨烯是难点之一,如今全部职业仍处于商品研制期间,只要少量公司可以大规划制备高质量石墨烯,职业层面的不良率影响了下流的运用推行。
赢利方面,石墨烯获取本钱依旧高企,而运用市场没有彻底翻开,这使得石墨烯公司难以安稳获取赢利,天然规划不显。将来这些公司需求结合好上下流工业链,降低本钱并进步出售。
许多国家投入研讨
今年年初,工信部、发改委和科技部等三部委发布了《对于加速石墨烯工业立异开展的若干意见》,欲在2020年构成完善的石墨烯工业系统,完成石墨烯资料标准化、系列化和低本钱化,在多范畴完成规划化运用。
尽管我国在石墨烯研讨上具有储量丰厚、方针支撑的两层优势,可是作为石墨烯诞生的摇篮,英国在这一范畴研讨的底子更厚。在上一年已有40多家公司与曼彻斯特大学的235名研讨人员协作开展石墨烯和有关二维资料的研讨,并在周边催生出上千家独立公司。
美国、日本、韩国也在石墨烯的立异研讨上处于抢先。美国对石墨烯项目方针扶持首要会集在石墨烯晶体管、石墨烯超级电容器、锂离子电池用纳米石墨烯复合资料电极以及高活络测器的研制范畴。国外的科技巨子们正在加速推动石墨烯的工业化和运用。IBM、三星等现已紧锣密鼓地开端了石墨烯的运用研讨。
IBM公司是在通道层选用石墨烯的高速晶体管开发方面最积极的公司之一,2008年制造出了第一个石墨烯晶体管,2011年研制出了石墨烯圆片制成的集成电路,向开发石墨烯计算机芯片迈进了一大步。
商品化的竞赛方面,韩国三星公司也处于抢先地位。三星具有有关石墨烯晶体管的工作方式和构造等9项中心专利,不少科研项目现已走在商品化的路上。
诺基亚从2006年开端对石墨烯进行研讨,于2011年5月参加了欧洲石墨烯旗舰项目,并于2013年2月取得该项目赞助拨款13.5亿美元。诺基亚着力研制石墨烯光传感器。石墨烯对光线很灵敏,所以用石墨烯做摄像头,其感光率将比一般摄像头高1000倍。
技能专利诉讼或迸发
近来,我国石墨烯工业技能立异战略联盟专利委员会主任刘兆平作了2016年专利工作报告。
刘兆平说:“依据德文特的专利数据库,2015年4月份全球揭露的石墨烯方面专利有1.4万件;截至12月6日上升到2.7万件,增加一倍。我国的专利在2015年4月份是8000件,到如今详细的数字是16844件,占了全世界的60%。”
我国石墨烯范畴专利数量多,问题也不能忽略。刘兆平说:“我国的石墨烯专利数量超越日本、韩国甚至美国,可是仔细分析专利的质量就会发现,我国请求的专利真实中心的不多,源头上的太少。我国的专利真实管用的太少。一旦有专利方面的胶葛,对我国十分不利,如今应该有应对的办法。”
如今全国有快到20家石墨烯工业园,这个数字还在增加。无论是发达地区,仍是偏远地区,都在建石墨烯工业园。面对这波“石墨烯淘金热”,北京大学化学与分子工程学院教授、我国科学院院士刘忠范指出,参照过往前史,在新资料研制和工业化的过程中不该失去理性,石墨烯职业真实强大,需求时间的沉淀,需求继续的投入,更需求耐性。


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