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1、目前制备石墨烯极其困难是学界共识
在回答这个问题之前,我们先来看看究竟什么是石墨烯。2004年,英国曼彻斯特大学的安德烈?盖姆和康斯坦丁?诺沃肖洛夫从石墨薄片中剥离出了石墨烯,他们二人因此荣获2010年诺贝尔物理学奖。这里的石墨烯,是由单层碳原子层构成的蜂窝状晶格二维原子晶体,理论厚度仅为0.34纳米,其具有优异的电学、热传导、阻隔性等材料性能,因此其在电池领域的应用被很多人看好,称之为“材料之王”。
英国曼彻斯特大学的安德烈?盖姆和康斯坦丁?诺沃肖洛夫从石墨薄片中剥离出了石墨烯,他们二人因此荣获2010年诺贝尔物理学奖但实际上,学术界一直对石墨烯有个共同的看法,即目前制造石墨烯的成本过高并且技术方面并不完善,若要实现工业化应用现在还存在很大的困难。
比如要想获得电学和机械性能都最佳的石墨烯样品,依然需要依靠最费时费力费钱的手段——机械剥离法,即用胶带粘到石墨上,手工把石墨烯离析出来。2004年诺沃肖洛夫他们就是这么制备出石墨烯的。尽管所需的设备和技术含量看起来都很低,但问题是成功率更低,弄点儿样品做研究还可以,要是进行工业化生产,这样的手段毫无用途,就是掌握了全世界的石墨矿也没有任何商业价值。
2、号称能量产的多为石墨微片或畸形圆环,并非真正的石墨烯
经过这些年的努力,尽管科学家们找到了一些能够增加产量、又能够降低成本的石墨烯制造方法,但是迄今为止还没有真的能适合工业化低成本大规模推广生产的技术。一些厂家宣称可以量产百吨级别的石墨烯,其实量产出来的根本就不是真正的石墨烯物质。得到的除了单层的石墨烯,还有两层的、三层的甚至更多层数的石墨微片。
在另外一个方面,就是用一些新的生产方法得到大量的单层的石墨烯,虽然一片石墨烯的中央部分是完美的六元环,但在边缘部分往往会被打乱,成为五元环或七元环。如果制成石墨烯产品,这些畸形环不但分布在边缘,还存在于每“一片”在做出来的石墨烯内部,成为结构弱点、容易断裂。
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