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石墨烯是21世纪最受期待的“神奇材料”,一经问世便受到科学界的广泛关注。而真正把它带入人们视野的是一则有关“超级电池”的消息。充电时间不到8分钟,续航能力高达1000公里,如果这款由石墨烯聚合材料电池提供电力的电动汽车实现量产,对传统汽车行业无疑是毁灭性的打击。
石墨烯的“神奇”并不局限于新型电池,华为创始人任正非曾说,未来10~20年内会爆发一场技术革命颠覆时代,石墨烯时代将取代硅时代。作为新一轮材料革命的种子选手,各国均致力研发以求抢占先机。一股石墨烯研究热潮在全世界范围悄然升温,其商业化过程中存在的问题也层出不穷地浮出水面。
当“石墨烯”仅是石墨烯
曼彻斯特大学副校长Colin Bailey称:“石墨烯有可能彻底改变数量庞大的各种应用,从智能手机和超高速宽带到药物输送和计算机芯片。”科学家甚至预言其将“彻底改变21世纪”。这里提到的石墨烯,究竟是何方神圣?它真的能带来颠覆吗?
石墨烯是已知的最薄、最坚硬的纳米材料。它的透光率高达97.7%,几乎完全透明;导热系数高达5300W/m˙K,高于碳纳米管和金刚石;常温下其电子迁移率超过15000cm2/V˙s,高于硅晶体;而电阻率只有10-8Ω˙m,比银更低,为世上电阻率最小的材料。如此看来石墨烯可谓实至名归。
2014年11月,由中国国家发改委、财政部和工信部发布的《关键材料升级换代工程实施方案》将石墨烯列为20种重点新材料之一,而科学界正致力于揭开石墨烯未来潜在应用的冰山一角。浙江大学高超教授课题组近期发现一种新型、廉价、无毒的铁系氧化剂,它将在一小时内完成单层氧化石墨烯的制备,有望在工业上大规模应用。同时,石墨烯在盐水中的自发电现象被科学家高度重视,它为绿色发电提供了无限可能。
“石墨烯最有可能在新能源电池、电子设备和航空航天领域实现商业化应用”,基于目前已有的研究成果,中国石墨烯产业技术创新战略联盟秘书长李义春做出如此预测。他同时表示:“2015年将成为中国石墨烯产业爆发的元年,今年以石墨烯为添加剂的锂电池有望最早实现产业化生产。”
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