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万能的石墨烯石墨烯电池、柔性屏?是真有还是只为炒作

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  作为一种让发现者获得诺贝尔奖的“新材料之王”,在国内企业频频推出“革命性产品”的同时,为何被业内一致指责为弥天大谎?“淘金热”背后,是慢慢的变多对石墨烯应用的质疑之声:充电7秒电动车续航35公里、“充电5分钟通话十小时”是真是假?

  作为一种让发现者获得诺贝尔奖的“新材料之王”,在国内企业频频推出“革命性

  论坛,与当地政府或科研学校合作共建石墨烯产业区,试图让石墨烯产业在全国遍地开花。

  最新消息是青岛一家研究院在1月19日宣称研发出国际领先的石墨烯锂电子电容器。

  ICT(信息通信、技术)领域的合作研究,研究怎么样将石墨烯应用于消费电子科技类产品和移动通信设备。

  公司创始人任正非,此前亦多次谈到石墨烯,认为“这个时代将来最大的颠覆是石墨烯时代将颠覆硅时代”,且未来10年至20年内将爆发一场技术革命。

  超级电容器电极材料——氮掺杂有序介孔石墨烯。该材料具备极佳的电化学储能特性,可用作电动车的“超强电池”:充电只需7秒钟,即可续航35公里。相关研究成果已发表在世界顶级期刊《科学》上。

  tin Novoselov)在《科学》杂志发表了他们的研究成果——即用透明胶带从一块石墨烯上剥落碳原子的单原子薄片,这一研究缓缓拉开了材料学革命的序幕。

  三星、IBM等科技巨头。仅仅在过去5年,开发者和制造商已经申请了1.3万项石墨烯方面的技术专利,其中,中国申请的专利数量最多,超过2200项,占全世界的三分之一。

  智能手机的触摸屏或将更薄、更轻,同时又最不易碎;手机充电或许只要几秒钟;计算机处理器的运转速度或将提高数百倍等等。

  中心科学家在《Science》上发文宣布,他们成功研制出了首款由石墨烯圆片制成的集成电路,这一成果被评为了2011年全球十大科学新闻之一,它标志着石墨烯在计算机芯片上的应用前进了一大步。原因主要在于,这种芯片或许可以使手机能在通常认为无法接收信号的地方工作。

  智能技术研究院宣布推出一款名为“影驰SETTLER α”的石墨烯手机,根据当时的宣传,其透光率高达97%,手机充电速率提高了40%,电池使用寿命延长了50%,电池的单位体积内的包含的能量也增加10%。因为和石墨烯沾边,尽管这款手机只相当于千元级配置,售价也得以高达2499元。

  根据该公司的宣传介绍,他们将植物秸秆碳化提取石墨烯,利用石墨烯的超导性作为生产衣服的原料。他们计划还将推出智能文胸,通过内置感应器测量女性胸部温度细微变化,有效预防肿瘤及乳腺癌,还计划应用到军服上——目前,这些所谓的石墨烯产品价格不菲,一双袜子的价格超过50元,一条内裤的价格接近300元,一条石墨烯腰带的价格需近600元,而发热服则卖到1700元以上。

  锂离子电池应该命名为“钴酸锂-石墨电池”。之所以称为“锂离子电池”,是因为锂离子在其中起到最大的作用。“严格意义上来讲,石墨烯只是在电池中做辅助作用,因此不能将应用了石墨烯的电池,直接称作‘石墨烯电池’。”

  比产业园、科研所、大学、企业更早尝到甜头的是长期资金市场。有关数据显示,沪深两市共有60家上市公司布局石墨烯业务。2015年8月中旬,位于江苏的德尔家居宣布投资石墨烯超级锂电池等项目,在描绘了“年营收增28亿元、年净利润增4.5亿元”的蓝图之后,这家搭上“石墨烯电池”概念的公司,股价犹如坐上了火箭,两个多月涨幅达158.4%。

  早在2010年,韩国成均馆大学和三星公司的研究人员,就制造出由多层石墨烯和聚酯片基底组成的透明可弯曲显示屏。当时,论文通讯作者、成均馆大学教授洪秉熙就提出,他们的方法可用来制造基于石墨烯的太阳能电池、触摸传感器和平板显示器。但他当时也承认,大规模制造和商业化还为时尚早——5年过去,洪秉熙的方法在韩国都还是停留在三星和成均馆大学的实验室。

  最后一方面,是石墨烯制备成本问题。由于无法量产,石墨烯制备成本也一直居高不下,成本昂贵也阻碍了下游市场的产业化步伐。此前石墨烯价格高达5000元/克,比黄金还贵10几倍。“那瓶貌不惊人的东西比黄金还贵,几克石墨烯粉末就价值几十万块钱,我们坐飞机的时候都是分开几个人进行运送,怕被安检没收。”一名做石墨烯研究的勇于探索商业模式的公司曾经如此形容。

  此后,人们想到制备石墨烯未必要使用石墨,只需要设法让碳原子结成一层薄膜。化学气相沉积法(CVD)应运而生,这种方法是将乙烯或乙炔等气体导入到一个反应腔内,让这些气体在高温下分解,经过冷却后,碳原子就沉积在基底表明产生石墨烯。虽然CVD能满足规模化制备大面积、高质量的石墨烯要求,但问题是,由于其成本比较高和工艺复杂等缺点,限制了这种方法在石墨烯制备中的应用。

  因此,从应用的角度,石墨烯目前在国内外都是在讲故事的阶段。“除此之外,目前石墨烯在消费电子科技类产品中的尺寸、均匀性和可靠性等工业标准还未确定,因此石墨烯在消费电子科技类产品上的实际用途还未显示出来。”朱宏伟认为,石墨烯目前可以在实验室中做小规模器件,但批量生产与集成质量没法保证。“起码现在还看不到希望。”

  2015年:《中国制造2025》由国务院正式颁布,再次将石墨烯作为新能源

  碳是最重要的元素之一,它有着独特的性质,是所有地球生命的基础。纯碳可以是坚硬的钻石,也可以是柔软的石墨。

  由于这样一种材料是从石墨中制取的,而且包含烯类物质的基本特征——碳原子之间的双键,所以称为石墨烯。实际上石墨烯本来就存在于自然界,只是难以剥离出单层结构。石墨烯一层层叠起来就是石墨,厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。层与层之间附着得很松散,容易滑动,使得石墨非常软、容易剥落。铅笔在纸上轻轻划过,留下的痕迹就可能是几层石墨烯。

  科学家在20世纪40年代就对类似石墨烯的结构可以进行过理论研究,但在此后很久里,制取单层石墨烯的努力始终没成功,有的人觉得这样的二维材料是不可能在常温下稳定存在的。2004年10月,发表在美国《科学》杂志上的一篇论文推翻了这种认知。在英国曼彻斯特大学工作的安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,用普通胶带完成了他们的“魔术”。

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  ·科学家取得类脑芯片量子成像重要进展,中南大学研究炭黑/石墨烯/Ecoflex传感器

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