共同關注│石墨烯時代”離天天干夜夜還有多遠? 巨頭競爭已在實驗室打響

烯碳科技 |2016/8/2 16:39:14 | 分享到:

        2004年,英國曼徹斯特大學教授安德烈·海姆(Andre Geim)和康斯坦丁·諾沃肖洛夫(Kostya Novoselov)成功地從石墨中分離出石墨烯。2010年,兩人借著在石墨烯方麵的創新研究而獲得了諾貝爾物理學獎。之後,世界範圍內對石墨烯的研究、應用和投資快速升溫。

        作為目前已知的世上最薄、強度最高、導電性最好且擁有強大靈活性的納米材料,人們對石墨烯在新技術領域的應用充滿了想象。有報道稱,鑒於石墨烯所蘊含的無限應用潛力,三星、蘋果和穀歌公司開始積累各種與石墨烯有關的專利,未來的競爭之戰已在實驗室打響。

        日前,央視《對話》欄目邀請業內相關人士,揭秘石墨烯的神奇之處,石墨烯對目前的產品有哪些顛覆性的改變?“石墨烯時代”究竟離天天干夜夜還有多遠?

石墨烯到底是什麽?

        中國科學院院士劉忠範:其實石墨烯跟石墨就差個烯字,石墨大家早就知道。早年間的理論模型就是單層石墨,就是石墨烯。早在1947年,理論學家就做了這方麵的事情。實驗上,五幾年、六幾年、七幾年都有人看到過類似的東西。為什麽到2004年才真正關注石墨烯這種材料?我覺得這是需要勇氣的。因為從理論上講,早在70多年前,理論學家就預言真正嚴格意義上的二維材料是不應該存在的,它是不穩定的。石墨烯當然是一種二維材料。所以一般沒有人逾越這個障礙,覺得這是不成立的。當然有人不信邪,不信邪的人拿了諾貝爾獎。

        深圳市石墨烯協會會長馮冠平:石墨烯本身並不是會帶來汙染的物質。但是,也要注意到石墨烯粉體的製備功能,不同的製備方法是會產生汙染的。像氧化還原的方法製備的石墨烯粉體材料,它本身用到強酸、強堿。強酸、強堿又是其他工業的原料。所以要把產業鏈設計好,不要把強酸、強堿變成汙染物到處排放。

        江南石墨烯研究院副院長瞿研:石墨烯是一種二維材料,確實擁有很多優異的性能,但都是微觀尺度的。問題在於如何在三維世界中,將二維的材料組合成三維的材料。目前為止,石墨烯在很多領域的應用隻是添加劑,無法作為主材。目前純用石墨烯做汽車恐怕非常困難。

石墨烯和未來產業之間的關聯度到底有多高?

        劉忠範:石墨烯的導熱性特別好。金剛石的導熱性以前是最好的,其導熱率不到2000,石墨的導熱率是1000多一點,而單層石墨烯的熱導率是5300。石墨烯做發熱材料、散熱材料,如散熱片、散熱薄膜會有很好的用途。此外,石墨烯輕質高強,強度特別高,可以用做防彈材料、警用產品。關鍵在於能否將價格降下來。

        石墨烯的導電性受環境影響較大,適宜做傳感材料。一般的傳感器利用導電原理,迅速反映電流、信號的變化。石墨烯做傳感材料,能夠反映石墨烯各方麵的特性,導熱性、導電性、表麵積、力學、機械強度等等,相當不錯。

        石墨烯可以做保暖內衣,做散熱片、加熱器等產品,但若僅僅基於這樣的用途,就不值得全世界去關注。所謂的戰略新興材料,代表了多種可能性。我建議投資方放眼長遠,要布局現在,更要布局未來。

        瞿研:埃隆·馬斯克(Elon Musk)所做的新能源汽車、石墨烯電池以及美國太空探索技術公司(SpaceX),其實都是係統工程。新能源汽車充電跑1000公裏,不是解決在負極做導電機的問題,也不是一個做鋰電池,讓車身更輕,也可以跑得更遠的問題。這正是馬斯克非常擅長的地方,做一個係統工程,從方方麵麵最後做出一個完美的產品。其實蘋果手機也是如此,仔細拿出來每一個技術似乎都不是顛覆性的。但把這些優秀技術,每一個都往前推進一點,然後做一個係統工程,最終做出一個革命性的產品。

推動顛覆性技術創新是當務之急

        劉忠範:石墨烯也是納米。十幾年前納米技術興起的時候,各個層級大家都在討論說“微電子天天干夜夜已經落伍了,天天干夜夜趕不上了。那麽納電子,納米時代天天干夜夜應該抓住”。

        天天干夜夜很難準確預知未來,但是天天干夜夜知道過去。今年兩會期間,李克強總理在政府工作報告中提出工匠精神。工匠精神的真正含義是看準某一個東西一直投入下去,有足夠的耐心和耐力把某件事情做到人所不能。在這一點上,如果天天干夜夜不改變做法,也許幾十年之後石墨烯是一個大蛋糕,但是未必有你的事。從政府層麵,到企業層麵,再到個體的研究小組,要改變天天干夜夜的思維方式和做法,才能如願實現新技術的落地,形成推動經濟發展的新動能。

        中國石墨烯產業技術創新聯盟秘書長李義春:在描述有關石墨烯技術在未來的顛覆性方麵,任正非和埃隆·馬斯克站在一條起跑線上。但是,任正非隻是說了而已,馬斯克是做了。馬斯克不是靠自己研發,而是基於全球的整合能力。

        在我看來,對有關石墨烯技術的研發是中國未來高技術產業競爭的戰略製高點。上世紀50年代、60年代中國的半導體產業和日本(水平)是差不多的,之後距離就越來越遠。如今,天天干夜夜在信息產業方麵相對落後,但又麵臨新的機遇,即在新一輪的高技術競爭中能否在石墨烯產業掌握顛覆性技術,帶動科技創新。

        瞿研:國內一個很大的問題就是公司規模普遍偏小,這導致國內在研發石墨烯的過程中,缺乏很多前沿的、革命性的研究,或者說殺手鐧式的應用研究。非常高興華為已經進入了半導體領域。碳、矽、鍺、鉛都是同族的,最早的半導體材料不是用矽,再往上就是碳。目前來看,石墨烯是最有可能在碳這個領域裏做半導體材料的,當然,產業化的路還很遠,需要大量投入。