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石墨烯掀起全球產業新變革 產業化任重道遠

2018-03-29 15:07:54 消費日報  點擊量: 評論 (0)
編者按:當今社會是科技重要,還是資源重要?這個問題似乎沒有標準答案。但是身處科技創新應用時代,真理的天平似乎偏向了科技一邊。比如頁

石墨烯

編者按:當今社會是科技重要,還是資源重要?這個問題似乎沒有標準答案。但是身處科技創新應用時代,“真理的天平”似乎偏向了科技一邊。比如頁巖油、頁巖氣以及新能源技術的進步,終結了石油的黃金時代。相信在不久的將來,在石墨烯、頁巖油、頁巖氣等的沖擊下,相當一批依靠石油致富的國家將面臨經濟大災難,石油將無人問津,油價將跌落谷底。所有依靠生產石油賺取收入的國家可能被經濟危機拖入深淵,陷入國家破產。

石墨烯被譽為“黑金”、“新材料之王”,根據已知的信息,石墨烯的厚度是頭發絲的20萬分之一,強度是鋼的200倍,是世界上已知的最輕最薄、最強的材料。對石墨烯的研究不僅會帶來一場電子材料革命,而且還將極大促進汽車、飛機和航天工業的發展??茖W家甚至預言石墨烯將徹底改變21世紀,極有可能掀起一場席卷全球的顛覆性新技術新產業革命。

瑞典皇家科學院2010年10月05日宣布,將2010年諾貝爾物理學獎授予英國曼徹斯特大學科學家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫,以表彰他們在石墨烯材料方面的卓越研究。

瑞典皇家科學院常任秘書諾爾馬克宣讀了獲獎者名單及其獲獎成就。他說,安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫制備出了石墨烯材料,并發現它所具有的非凡屬性,向世界展示了量子物理學的奇妙。隨后,諾貝爾物理學獎兩名評選委員倫德斯特倫和德爾信在對獲獎者的研究成果作介紹時說:“安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫利用普通膠帶成功地從石墨中剝離出石墨烯,這種材料僅有一個碳原子厚,是目前已知的最薄的材料。作為電導體,它和銅有著一樣出色的導電性;作為熱導體,它比目前任何其他材料的導熱效果都好。”

2015年10月23日,國家主席習近平參觀英國曼徹斯特大學國家石墨烯研究院是指出:在當前新一輪產業升級和科技革命大背景下,新材料產業必將成為未來高新技術產業發展的基石和先導,對全球經濟、科技、環境等各個領域發展產生深刻影響。中國是石墨資源大國,也是石墨烯研究和應用開發最活躍的國家之一。

北京時間2017年7月6日,2017世界石墨烯創新大會在中國常州開幕,來自海內外石墨烯領域的500余名精英們齊聚常州。諾貝爾獎獲得者,同時也是石墨烯的發現者康斯坦丁·諾沃肖諾夫教授致辭。

石墨烯既是最薄的材料,也是最強韌的材料,斷裂強度比最好的鋼材還要高200倍;同時它又有很好的彈性,拉伸幅度能達到自身尺寸的20%。石墨烯幾乎是完全透明的,只吸收2.3%的光;另一方面,它又非常致密,即使是最小的氣體原子(氦原子)也無法穿透。不僅如此,石墨烯還是導電、導熱性能最強的一種新型納米材料。

利用石墨烯,科學家能夠研發一系列具有特殊性質的新材料。比如,石墨烯晶體管的傳輸速度遠遠超過目前的硅晶體管,因此有希望應用于全新超級計算機的研發;石墨烯還可以用于制造觸摸屏、發光板,甚至太陽能電池。如果和其他材料混合,石墨烯還可用于制造更耐熱、更結實的電導體,從而使新材料更薄、更輕、更富有彈性,因此其應用前景十分廣闊。

正因為石墨烯之特性被許多國家列為頭號技術研發。那么石墨烯起源于英國,2017世界石墨烯大會為什么會在我們中國常州召開,而不是去英國、美國?

我們來看看中國常州用10個全球第一,步入世界領先行列的石墨烯發展技術所獲得的殊榮!

1、建成全球第1家石墨烯研究機構——江南石墨烯研究院;2、建成全球第1條年產3萬平方米石墨烯透明導電薄膜生產線;3、推出全球第1款石墨烯應變原理的3D觸控解決方案;4、建成全球第1家年產100噸石墨烯粉體生產線;5、研發出全球第1款石墨烯智能發熱服;6、全球第1家規?;N售CVD法制備石墨烯透明導電薄膜;7、建成全球第1條單層石墨烯噸級生產線;8、研發出全球第1款石墨烯觸摸屏手機;9、研發出全球第1款石墨烯蛋白質分離試劑;10、研發出全球第1款石墨烯防腐涂料。

據了解,目前全球已有超過200個機構和1000多名研究人員從事石墨烯研發,然而中國在石墨烯研發上,目前已申請超過2200項專利,占世界的3分之1。2015年全球石墨烯專利數據顯示,排名首位的依然是中國,之后是美國、韓國、日本。

科研發展的未來,一旦石墨烯技術能應用到商業中,將取代煤炭與石油天然氣,以及硅,成為提供人類生活所需大多數發電能源的來源!這無疑將徹底顛覆當前的大量產業!

那么如何將石墨烯這一“黑科技”產業化、商品化,真正惠及人們的生活,成為石墨烯行業目前面臨的重要問題。

康斯坦丁·諾沃肖洛夫認為,石墨烯具有非常多的優秀性能,只要能夠控制不同工藝對其進行處理,就能生產出滿足多功能需求的石墨烯產品。而現在要做的就是找到“殺手锏”的技術和應用,了解本地和全球消費者需求,實現石墨烯技術真正量產化,獲得廣泛應用。

2012年以來,在國家政策引導下,各地紛紛布局石墨烯,基本形成以長三角、珠三角和京津冀魯區域為聚合區,多地分布式發展的石墨烯產業格局,全產業鏈雛形初現,覆蓋從原料、制備、產品開發到下游應用的全環節,產業生態進一步完善。

中國石墨烯產業聯盟秘書長李義春表示,要盡快拿出一個中國在也石墨烯產業的推動方案,盡快制定國家產業技術路線圖和實施細則,同時,加快制定石墨烯的統一行業標準,搶占全球話語權,規范指導產業的健康有序發展。

現階段石墨烯的最新商業應用

讓手機像手鐲一樣隨意彎扣在手腕上,石墨烯技術已經攻克了這一難題,讓理想變為現實。而且,據了解石墨烯手機充電時間只需5秒,電池就滿檔,可以連續使用半個月!

石墨烯電池續航汽車

將會出現以石墨烯電池發電的環保汽車,就因為用了石墨烯“超級電池”續航只需充電10分鐘,環保節能汽車就有可能行駛1000公里!勢必為世界汽車工業帶來巨大的革命轉變。屆時石油的需求量將大幅降低,中東及東南亞依靠石油生存的產油國將面臨災難性的經濟打擊!

石墨烯纖維服裝

據報道,上海一家名為“KyoreneNewMaterialTechnology”中國公司開發出了用于生產服裝、運動服和內衣產品的石墨烯纖維。這家公司表示,在實際的商業產品中使用這些纖維的是美國手套制造商ArmorGuys。

據說這種技術使石墨烯在室溫下與高分子材料完全融合,與普通的紡織產品相比,增添了如抗菌,防紫外線,防靜電和保溫等特殊功能。

中國紡織工業相關負責人表示,石墨烯纖維發展的成功可以幫助生產新的紡織材料,從而提升中國在國際領域的競爭力。

總之,在創新驅動和政策引導下,特別自《中國制造2025》及其重點領域技術路線圖、《工業和信息化部 國家發展改革委 科技部關于促進石墨烯產業創新發展的若干意見》發布以來,我國石墨烯產業持續快速發展,基于或利用石墨烯改進的新材料、新產品不斷涌現,一批新材料、新產品(如石墨烯改性重防腐涂料、石墨烯改性超級電容器和鋰離子電池、基于石墨烯內暖纖維的健身輔療功能紡織品、安全電壓高效發熱器件等)正快速進入市場,助力以傳統產業改造提升、新興產業培育壯大、新型服務業發展為特征的產業轉型升級,武器裝備發展和民生福祉改善,產業應用前景日趨廣闊,發展態勢喜人。

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責任編輯:繼電保護

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