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多方共同促进石墨烯产业健康成长

责任编辑: admin 发布时间2017-11-29    点击数:21625 次
  日前,有媒体报道美国堪萨斯州立大学的物理学家可能找到了低价量产石墨烯的办法,经过这种办法出产石墨烯只需三个简略过程和运用三种简略资料。创造这种办法的克里斯·索伦森请求并取得了专利。这一消息,引起了我国科研人员的高度重视与热烈议论。

被称为“黑金”的石墨烯有哪些特性?我国石墨烯研制与运用又处于何种状况?

环境危险面前寻觅石墨烯制备新办法

科学家预言石墨烯将“彻底改变21世纪”,有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技能新工业革新。为此,近10年来全球从事这个范畴研讨的科学家们,都力求在石墨烯的制备技能上赶快打破,希翼能提前完成量产,抢占国际商场制高点。

石墨是层状结构,层与层之间以范德华力相互作用,作用力较弱,很简单脱落。2004年,英国曼彻斯特大学的研讨者运用胶带重复刮擦石墨片,直至取得单层的石墨,也就是石墨烯。江苏理工学院副教授唐煌7月4日承受科技日报记者采访时说:“这种二维碳资料表现出优异的物理及化学性质,成为资料学、物理学、化学等范畴的研讨热点。”

唐煌先容,石墨烯的制备办法许多,科研上主要有微机械剥离法,化学气相堆积法,外延生长法,氧化还原法(Hummers法)等,除了Hummers法,其他办法制备的石墨烯质量较高,是石墨烯研讨中不可或缺的办法。可是无法工业化量产,只能局限于实验室的科学研讨。

现在,工业上Hummers法用得较多,但该办法得到的石墨烯不完美,结构上有许多缺点,一起该办法发生许多化学废液,存在必定的环境危险。正是由于在石墨烯制备上存在着显着的缺点,任何国家政府都没有办法支撑它的工业化。因而,近年来,各国科学家又悉心寻觅石墨烯制备的新办法。

海洋化工研讨院高级工程师孙春龙7月6日对科技日报记者说:“相似克里斯·索伦森的爆破法制备石墨烯,国内也有人研讨过,但至今没听说过有成功量产的消息。”

商场需求虽大石墨烯却难以量产

由于石墨烯的结构特色,决议了石墨烯具有薄且坚硬,透光度好,导热性强,导电率高,结构安稳,电子搬迁速度快等特性,商场运用远景宽广,近10年来,石墨烯概念在全球遭到广泛追捧,国内对石墨烯的研制与运用热度,也是“水涨船高”,继续不减。

尽管商场需求大,但石墨烯却一直难以量产。“关键在于有必要处理一些重要的技能难题。”唐煌通知记者,现在,石墨烯在工业界还缺少一致的质量规范。而技能和规范也成为制约石墨烯工业化的巨大拦路虎,石墨烯的工业化照旧负重致远。

单层与多层有何不同之处?唐煌讲解,石墨烯依据其层数一般可以分红单层石墨烯、双层石墨烯、少层石墨烯和多层石墨烯。其间,单层石墨烯是严厉含义上的石墨烯,少层石墨烯由3—10层构成。当层数大于10层,一般称为多层石墨烯。由于石墨烯的优异功能会跟着层数的添加显著下降,业界以为,超越10层便不具有石墨烯资料的优异功能。

7月6日,多年从事研制的我国碳谷科技集团首席专家戴加龙在承受科技日报记者采访时标明:“应该说,在国际石墨烯制备技能上,我国处于国际同步的水平。除了常用的氧化还原法和液相剥离法外,大家碳谷科技采纳产学研联合攻关,运用优质大鳞片石墨为质料,经过微机械剥离方法制得少层石墨烯,其主要优点是径厚比大、出产过程无污染、保留了二维资料优异的机械功能和电学功能。”

用中科院院士、北京大学纳米科学与技能研讨中心主任刘忠范的话来说,“碳谷科技共同的分段式微机械剥分工艺,在当时国际石墨烯工业面对多种制约和瓶颈之下,创始了一条新的开展途径,为石墨烯工业的大规模运用,起到了很好的引领作用。”

基础研讨尚欠火候运用推行却已炽热

孙春龙通知记者,最近,关于石墨烯的工业化运用,在重防腐涂料、石墨烯散热薄膜、石墨烯基电池等方面,取得了必定开展。但事实上,这些运用对石墨烯质量要求不是太高,部分范畴产品尽管完成商品化,功能并没有体现出惊人的作用。即便在新能源范畴,有些石墨烯导电剂的产品功能还不能与碳纳米管比较,这自身与石墨烯的层数有关,标明石墨烯技能还不老练,石墨烯只能代替部分的传统资料。

用戴加龙的话来说,石墨烯制备技能的重视程度不如前几年,许多企业注意力都会集在石墨烯的运用上,以为石墨烯制备技能现已老练,但得到的石墨烯运用产品作用却差强人意。就国内石墨烯现状来看,整个工业仍处于开展初级阶段,并未进入工业化。

记者了解到,到现在,国际上还没有单层石墨烯量产。石墨资源在我国储量丰厚,产值占了国际70%左右,但一些当地把石墨烯与石墨资源相提并论,只需当地发现了石墨资源,就打出石墨烯的概念,而且各地依托石墨资源规划的石墨烯工业园千人一面,同质化非常严峻。

近年来,国内的一些科研单位与资料范畴的出产企业,在概念仍然含糊,缺少开发才能的情况下,就投入许多的资金,盲目直奔石墨烯而去,致使石墨烯研讨院、石墨烯工业基地、石墨烯新资料园区遍地开花。更让专家们忧虑的是,石墨烯关键核心技能还没有处理,真实含义上的石墨烯产品还没出来,一些研制与出产单位,就开端处处游说开发成功。现在,已开端从“研制热”转向“运用热”,各式各样的运用推行会议,更是漫山遍野。

从概念走向运用促进工业化健康开展

现在,国内石墨烯从业企业,绝大大都是中小型企业,年销售额大都仅在百万元左右,且缺少产品开发才能。因而,一些对外宣称具有百吨年产能的出产企业,其产值和盈余才能远远没有到达预期,大都企业处于亏本状况。

北京墨烯科技开展有限企业副总经理邹传泉说:“当时国内石墨烯‘虚火’过旺。如果关键技能不处理,停留在低水平,5到8年内,就会有大批企业倒下。”

戴加龙以为,在这场石墨烯的热潮中,一些当地与企业走上了另一个极点,把石墨烯视为拉动经济开展的“神丹妙药”,到了非理性的“疯狂”境地,严峻影响着石墨烯工业的健康开展。

怎么消除过旺的“虚火”?专家提出,决不能把目光都死盯在石墨烯这个“独木桥”上,实际上,运用石墨资源可开发的产品许多,当地政府和企业应量体裁衣,围绕商场开发多种类、高值化的产品。

孙春龙通知记者,我国具有宽广的防腐涂料商场,其间海洋重防腐涂料需求日益添加。跟着国内多家科研单位和企业投入研制的石墨烯基重防腐涂料的会集面世,不但对防腐涂料范畴的开展具有重要的含义,也是一个促进石墨烯走向工业化的打破口,将有力推进石墨烯从概念到运用的开展。

7月6日,在2017国际石墨烯创新大会上发布的《2016-2017我国石墨烯开展年度报告》显示,2016年以来,我国石墨烯企业爆发式增加,研制类企业占比约43%,打破运用范畴多为触摸屏等产品零件,但完整成型的打破性终端产品并不多见,产品类型未成系统。报告以为,现在我国石墨烯工业仍处在概念导入期,是工业化打破的初期阶段,石墨烯工业老练至少还需要5到10年的时间。


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