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石墨烯引起的材料革命

長江商報消息 應用前景廣泛行業尚不規範

與石墨烯廣泛應用的前景相比,石墨烯的行業并不規範,石墨烯的定義、判斷石墨烯好壞的标準、如何檢測石墨烯的各種參數、用什麼設備和以什麼方法來檢測等,均沒有科學統一的标準。

江南石墨烯研究院常務副院長董國材表示,産品标準通常分為“國标”、“地方标準”、“行業标準”和“企業标準”,我國目前隻有“企業标準”和“聯盟标準”(聯盟成員企業通過協商一緻,制定同一技術指标要求的企業産品标準)。未經證實的信息顯示,由江蘇常州市政府和武進區政府于2011年10月共同出資設立的“江南石墨烯研究院”有望得到“國标”制定的授權。

據了解,江南石墨烯研究院是我國首個關于石墨烯的研究與産業孵化機構。此前,由清華大學、中國科學院金屬研究所等26家單位于2013年7月發起成立的“中國石墨烯産業技術創新戰略聯盟”率先制定出了具有參考意義的“聯盟标準”。中國石墨烯産業技術創新戰略聯盟秘書長李義春一年前就曾對有關媒體表示,目前世界上除中國以外,還沒有任何國家存在石墨烯行業組織。

目前石墨烯在技術、産業化等方面均存在着諸多障礙,如制備方式、電學性能、環境風險等技術難題尚沒有克服,離産業化量産還有不少距離。石墨烯的制備方法主要有機械剝離法、化學氣相沉積法、外延生長法、氧化還原法等,若大規模推廣生産,還存在較高難度。石墨烯也因為生産困難而價格畸高,在國際市場上,1公斤單層石墨烯的售價甚至一度被炒至200萬元人民币。

而在醫療應用領域,雖然石墨烯的“給藥技術”使癌症被攻克成為可能,但如何與血液分離卻是個技術難題,癌症被治愈了,但石墨烯卻留在體内,難免還會産生别的後遺症。美國布朗大學的研究小組發現,石墨烯納米粒子的鋸齒邊緣非常鋒利,它能輕易刺入人類皮膚和免疫細胞的細胞膜,對人類和動物存在潛在的危險毒性。

規模尚未形成在産業化初期

2014年12月14日,國家主席習近平前往江蘇産業技術研究院,對有關石墨烯的研發等展開考察,從而在股市又引發了一波石墨烯概念的炒作熱潮,相關闆塊應聲而漲。然而統計數據顯示,在滬深兩市60多家和石墨烯有關的上市公司中,沒有一家因為石墨烯而獲得利潤,業内人士稱“沒有一個賺錢的”。

2014年12月22日晚間,金路集團發布公告稱,拟轉讓有關石墨烯的知識産權和技術成果權益。金路集團被迫放棄“石墨烯”的原因,雖然據解釋是資金緊張,但卻也引發了市場對于石墨烯現狀的擔憂。有專家分析,目前,石墨烯技術和應用都不成熟,國内雖已有近百家石墨烯相關的企業,但均處于戰略布局和探索階段,真正用來做産品的少之又少。

華泰證券稱,“盡管石墨烯産業發展近兩年全球矚目,但其應用量較小,市場沒有形成對石墨烯的規模化需求,成為發展的‘攔路虎’,(石墨烯)還處于産業化發展初期。”

電子科技大學教授、博士生導師陳澤祥告訴長江商報記者,石墨烯量産要看什麼用途,在觸摸屏等方面還為時過早,現在還沒有達到量産的技術手段,而在材料的改性方面,對品質如果要求不是很高的話,量産則有可能,體現在産品方面,比如“電池”。

2014年12月底,《科技部關于認定2014年國家高新技術産業化基地和現代服務業産業化基地的通知》下發,正式确認常州國家石墨烯新材料高新技術産業化基地落戶常州西太湖科技産業園。當地政府稱,這是全國首個“國字頭”的石墨烯産業化基地。此時,有關工信部等計劃将石墨烯寫入“十三五”發展規劃的信息也被放出。

中國石墨烯産業技術創新戰略聯盟(下稱“聯盟”)秘書王麗萍告訴長江商報記者,該聯盟下屬的“軍工應用委員會”于1月16日在哈爾濱舉行了授牌儀式,同期還舉行了“石墨烯軍工應用技術研讨會”,總裝備部、國防科工局、各軍工集團及相關單位的代表都應邀出席了此次會議。此次會議喻示着石墨烯在我國軍工領域的應用得到進一步的重視和強化。

有業内人士認為,2015年我國石墨烯有望量産。陳澤祥教授對此也保持樂觀,他認為,如果相關的技術能得到突破,超級電容器、電池方面都有可能實現量産。截至發稿前,有信息顯示,江南石墨烯研究院帶頭申請的第一批石墨烯國家标準已獲立項。

石墨烯引起的材料革命

材料是人類社會生活的物質基礎,材料的發展,推動着生産關系的調整、社會的進化、時代的變遷和文明的進步,以材料為标志,人們将社會分為“石器時代”、“陶器時代”、“青銅器時代”、“鐵器時代”、“矽時代”等。在現代科技時代,材料與能源、信息并稱為現代科學技術的三大支柱。

我國新材料産業“十二五”發展規劃提出了六大領域20個重點發展方向:第一類是特種金屬功能材料,具有獨特的聲光電熱磁等性能的金屬材料;第二類是高端金屬結構材料;第三類是先進高分子材料;第四類是無機非金屬新材料在傳統無機非金屬材料基礎上新出現的具有耐磨等特殊性能的材料; 第五類是高性能複合材料,指由兩種或兩種以上異質、異型、異性材料複合而成的具有特殊功能和結構的新材料;第六類是智能材料。

中國工業和信息化部原材料工業司副司長潘愛華指出:新材料是帶動傳統産業升級的革命力量,是推動中國技術創新的先導,曆史上每一次重大新技術的發現和某種新産品的研制成功,都離不開新材料的發現和應用。2004年,石墨烯被英國曼徹斯特大學的安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫兩位科學家發現後,很快因其強度最高、韌性最好、重量最輕等衆多驚人的優良性能而被世人關注。2010年上述兩位科學家因該發現而被授予諾貝爾物理學獎。随着時間的推移,石墨烯越來越多的優良性能被世人開發出來,據稱在衆多領域都有着極為廣泛的應用,也因此被稱為具有革命性意義的新材料。

2014年6月,華為技術有限公司創始人、總裁任正非在接受媒體采訪時表示,“我認為這個時代将來最大的颠覆,是石墨烯時代颠覆矽時代。”

2014年12月14日,國家主席習近平前往江蘇高新技術産業研究院,對有關石墨烯的研發等展開調研,由此再次觸發石墨烯将被寫入“十三五”發展規劃的聯想。

(原标題:石墨烯引起的材料革命)

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