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石墨烯引起的材料革命

发布日期:2015-01-20 08:39:10

与石墨烯广泛应用的前景相比,石墨烯的行业并不规范,石墨烯的定义、判断石墨烯好坏的标准、如何检测石墨烯的各种参数、用什么设备和以什么方法来检测等,均没有科学统一的标准。

石墨烯发展存难题 

石墨烯发展存难题江南石墨烯研究院常务副院长董国材表示,产品标准通常分为“国标”、“地方标准”、“行业标准”和“企业标准”,我国目前只有“企业标准”和“联盟标准”(联盟成员企业通过协商一致,制定同一技术指标要求的企业产品标准)。未经证实的信息显示,由江苏常州市政府和武进区政府于2011年10月共同出资设立的“江南石墨烯研究院”有望得到“国标”制定的授权。

据了解,江南石墨烯研究院是我国首个关于石墨烯的研究与产业孵化机构。此前,由清华大学、中国科学院金属研究所等26家单位于2013年7月发起成立的“中国石墨烯产业技术创新战略联盟”率先制定出了具有参考意义的“联盟标准”。中国石墨烯产业技术创新战略联盟秘书长李义春一年前就曾对有关媒体表示,目前世界上除中国以外,还没有任何国家存在石墨烯行业组织。

目前石墨烯在技术、产业化等方面均存在着诸多障碍,如制备方式、电学性能、环境风险等技术难题尚没有克服,离产业化量产还有不少距离。石墨烯的制备方法主要有机械剥离法、化学气相沉积法、外延生长法、氧化还原法等,若大规模推广生产,还存在较高难度。石墨烯也因为生产困难而价格畸高,在国际市场上,1公斤单层石墨烯的售价甚至一度被炒至200万元人民币。

而在医疗应用领域,虽然石墨烯的“给药技术”使癌症被攻克成为可能,但如何与血液分离却是个技术难题,癌症被治愈了,但石墨烯却留在体内,难免还会产生别的后遗症。美国布朗大学的研究小组发现,石墨烯纳米粒子的锯齿边缘非常锋利,它能轻易刺入人类皮肤和免疫细胞的细胞膜,对人类和动物存在潜在的危险毒性。

规模尚未形成在产业化初期

规模尚未形成在产业化初期电子科技大学教授、博士生导师陈泽祥表示,石墨烯量产要看什么用途,在触摸屏等方面还为时过早,现在还没有达到量产的技术手段,而在材料的改性方面,对品质如果要求不是很高的话,量产则有可能,体现在产品方面,比如“电池”。

2014年12月底,《科技部关于认定2014年国家高新技术产业化基地和现代服务业产业化基地的通知》下发,正式确认常州国家石墨烯新材料高新技术产业化基地落户常州西太湖科技产业园。当地政府称,这是全国首个“国字头”的石墨烯产业化基地。此时,有关工信部等计划将石墨烯写入“十三五”发展规划的信息也被放出。

中国石墨烯产业技术创新战略联盟(下称“联盟”)秘书王丽萍表示,该联盟下属的“军工应用委员会”于1月16日在哈尔滨举行了授牌仪式,同期还举行了“石墨烯军工应用技术研讨会”,总装备部、国防科工局、各军工集团及相关单位的代表都应邀出席了此次会议。此次会议喻示着石墨烯在我国军工领域的应用得到进一步的重视和强化。

有业内人士认为,2015年我国石墨烯有望量产。陈泽祥教授对此也保持乐观,他认为,如果相关的技术能得到突破,超级电容器、电池方面都有可能实现量产。截至发稿前,有信息显示,江南石墨烯研究院带头申请的第一批石墨烯国家标准已获立项。

石墨烯引起的材料革命

石墨烯引起的材料革命我国新材料产业“十二五”发展规划提出了六大领域20个重点发展方向:第一类是特种金属功能材料,具有独特的声光电热磁等性能的金属材料;第二类是高端金属结构材料;第三类是先进高分子材料;第四类是无机非金属新材料在传统无机非金属材料基础上新出现的具有耐磨等特殊性能的材料;第五类是高性能复合材料,指由两种或两种以上异质、异型、异性材料复合而成的具有特殊功能和结构的新材料;第六类是智能材料。

中国工业和信息化部原材料工业司副司长潘爱华指出:新材料是带动传统产业升级的革命力量,是推动中国技术创新的先导,历史上每一次重大新技术的发现和某种新产品的研制成功,都离不开新材料的发现和应用。2004年,石墨烯被英国曼彻斯特大学的安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫两位科学家发现后,很快因其强度最高、韧性最好、重量最轻等众多惊人的优良性能而被世人关注。2010年上述两位科学家因该发现而被授予诺贝尔物理学奖。随着时间的推移,石墨烯越来越多的优良性能被世人开发出来,据称在众多领域都有着极为广泛的应用,也因此被称为具有革命性意义的新材料。

2014年6月,华为技术有限公司创始人、总裁任正非在接受媒体采访时表示,“我认为这个时代将来最大的颠覆,是石墨烯时代颠覆硅时代。”2014年12月14日,国家主席习近平前往江苏高新技术产业研究院,对有关石墨烯的研发等展开调研,由此再次触发石墨烯将被写入“十三五”发展规划的联想。