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在刚刚过去的2015年,石墨烯不仅抢占了新材料领域的“头条”,还受到了众多科研院校和企业的追捧,有关石墨烯的消息也频频出现在各大媒体。记者了解到,仅2015年黑龙江省就有几家企业相继建厂,并与各大院校和科研院所合作开展石墨烯项目。
在短短的十几年时间内,人们不仅耳熟了石墨烯,也渐渐了解了石墨烯。那么,目前我国石墨烯发展现状如何?何时才能真正实现工业化?我国石墨烯的发展存在哪些问题?如何促进石墨烯行业健康快速发展?带着这些问题,记者采访了业内人士。
先导产业初打造
据复旦大学高分子科学系教授卢红斌介绍,根据诺贝尔奖获得者Geim和Novoselov的定义,石墨烯是指“具有蜂窝晶格结构的、单个碳原子厚度的二维碳膜”。然而,学术上有许多研究涉及多层堆积的石墨烯片层,因此,现在人们往往将其分为“单层石墨烯”和“少层石墨烯”(小于10层)”,而10层以上的人们通常称之为“石墨微片”。这应该是目前石墨烯国家标准中最终确定的定义,也是目前学术界广泛接受的观点。
清华大学材料科学与工程系教授沈万慈介绍,继2004年之后石墨烯在全世界都热了起来,后来在国际会议上确定,1~10层公认为是石墨烯,超过10层以上的叫纳米石墨片。现在网络上也有叫类石墨烯产品或是多层石墨烯,其中类石墨烯接近石墨烯,但不是石墨烯,多层石墨烯叫法也是错误的。真正充分表现石墨烯高强度、透光、导电性等特点,是越薄越明显,尤其是单层最明显。例如从透光率来说,5层以上基本不透光。
沈万慈还介绍,目前石墨烯的制备方法基本有两类:一类是以氧化还原技术为代表的剥离方法;另一种是气相化学合成,也就是CVD方法。这两类产品不一样,用途也不一样。而目前用天然石墨等制备石墨烯,最多采用的是氧化还原法,用强氧化剂处理石墨成为氧化石墨,然后使之剥离分散成为氧化石墨烯,再经还原以后才是石墨烯。氧化还原法制备的是石墨烯粉体和浆料等,通常计量单位为克、千克、吨等。采用CVD方法制备的是石墨烯膜,成本较高,但其利用价值也高。这类产品的计量单位是平方米。真正能够发挥石墨烯性能的,特别是在电子产品上有应用前途的是石墨烯膜,比如触摸屏等都是由石墨烯膜制成。
《“十二五”期间中国石墨烯行业深度市场调研与投资战略规划分析报告》显示,我国已申请了2200多项石墨烯专利技术,占世界石墨烯专利总数量的1/3。实际上,在“十二五”期间,我国各地政府已经瞄准石墨烯这一新材料,并相继成立了一系列石墨烯产业化基地,包括宁波石墨烯产业园、常州江南石墨烯研究院、无锡石墨烯产业化示范区、青岛国际石墨烯创新中心和重庆石墨烯产业园。此外,多个省份如安徽、黑龙江、湖南等也已开始着手筹划石墨烯产业发展规划。
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