南江集团旗下宁波墨西科技公司近日发出声明,公司300吨石墨烯生产线项目有望在10月底试生产。这意味着石墨烯产业化又向前迈出了一大步, 有关专家预估石墨烯将成为21世纪最有前景的材料。
石墨烯,厚度只有一个碳原子的二维材料,也是目前世界上最薄最硬的纳米材料。石墨烯比钢硬200倍,同时又非常轻。它的神奇之处在于,虽然硬度超过钻石,但厚度只有纸的百万分之一,而且可以弯曲。
需求旺盛,前景广阔
石墨烯应用广泛。据《华尔街日报》报道,石墨烯具有很强的导电性和导热性。石墨烯的纤薄、导电等功能使其目前的主要应用集中在电视和手机的触摸屏上,但从长远来看,石墨烯还可以用于医疗和交通领域。比如使用石墨烯技术的化妆品,现在可以替代化妆品中的重金属;石墨烯制成的无毒透明胶带贴在伤口上后可以隔离细菌。科学家还预测,石墨烯将实现人们关于可折叠手机和电子报纸的梦想。未来石墨烯可用于生产频率更高、发热量更低、信息量更大的电脑芯片。石墨烯制成的手机电池三分钟充满电,可以打半个月的电话。使用石墨烯的光调制器可以让网速快一万倍。石墨烯可以实现直接、快速、低成本的基因测序。你可以在几个小时内确定自己的基因序列或者从基因上快速识别某种疾病。石墨烯还可以用于开发超轻型飞机、超坚韧防弹衣、轻型车辆,甚至Tai 空电梯。石墨烯无疑是将改变21世纪的材料。
中科院发布的《2022年科技发展新形势与战略选择》研究报告中指出,未来5~10年全球可能发生22大科技事件,其中石墨烯将成为& ldquo后硅时代& rdquo新的潜在材料。
限制落后产能。
虽然石墨烯用途广泛,需求量大,但其开发直接受到生产技术的制约。目前国内石墨烯材料的制备方法有机械剥离法、化学氧化法、晶体外延生长法、化学气相沉积法、有机合成法和碳纳米管剥离法。
微机械剥离法可以制备高质量的石墨烯,但存在产率低、成本高的缺点,不能满足工业化和大规模生产的要求。
化学气相沉积(CVD)可以制备大面积的高质量石墨烯,但理想的衬底材料单晶镍过于昂贵,这可能是影响石墨烯工业化生产的重要因素。CVD可以满足大规模制备高质量石墨烯的要求,但成本高,工艺复杂。
氧化还原法的缺点是宏观制备容易造成废液污染,制备的石墨烯存在一定的缺陷,限制了石墨烯的应用。
溶剂反萃取法的缺点是收率低。
溶剂法生产的石墨烯电导率低。
依靠科技赢得机遇
我国石墨烯产业起步较晚,对石墨烯的研究还处于相对落后的阶段。
石墨烯产业的加速发展必须依靠科学技术。目前,国内多所高校在石墨烯的制备和应用方面已经申请了多项专利,中国石墨烯产业技术创新战略联盟在北京的成立将极大地推动石墨烯产业的发展。
国家政策的扶持,企业能力的提升,市场的强劲需求,都将引导石墨烯产业向更广阔的方向发展,石墨烯未来的前景不可限量。