石墨烯掀起全球產(chǎn)業(yè)新變革 產(chǎn)業(yè)化任重道遠
編者按:當(dāng)今社會是科技重要,還是資源重要?這個問題似乎沒有標(biāo)準(zhǔn)答案。但是身處科技創(chuàng)新應(yīng)用時代,“真理的天平”似乎偏向了科技一邊。比如頁巖油、頁巖氣以及新能源技術(shù)的進步,終結(jié)了石油的黃金時代。相信在不久的將來,在石墨烯、頁巖油、頁巖氣等的沖擊下,相當(dāng)一批依靠石油致富的國家將面臨經(jīng)濟大災(zāi)難,石油將無人問津,油價將跌落谷底。所有依靠生產(chǎn)石油賺取收入的國家可能被經(jīng)濟危機拖入深淵,陷入國家破產(chǎn)。
石墨烯被譽為“黑金”、“新材料之王”,根據(jù)已知的信息,石墨烯的厚度是頭發(fā)絲的20萬分之一,強度是鋼的200倍,是世界上已知的最輕最薄、最強的材料。對石墨烯的研究不僅會帶來一場電子材料革命,而且還將極大促進汽車、飛機和航天工業(yè)的發(fā)展。科學(xué)家甚至預(yù)言石墨烯將徹底改變21世紀(jì),極有可能掀起一場席卷全球的顛覆性新技術(shù)新產(chǎn)業(yè)革命。
瑞典皇家科學(xué)院2010年10月05日宣布,將2010年諾貝爾物理學(xué)獎授予英國曼徹斯特大學(xué)科學(xué)家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫,以表彰他們在石墨烯材料方面的卓越研究。
瑞典皇家科學(xué)院常任秘書諾爾馬克宣讀了獲獎?wù)呙麊渭捌浍@獎成就。他說,安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫制備出了石墨烯材料,并發(fā)現(xiàn)它所具有的非凡屬性,向世界展示了量子物理學(xué)的奇妙。隨后,諾貝爾物理學(xué)獎兩名評選委員倫德斯特倫和德爾信在對獲獎?wù)叩难芯砍晒鹘榻B時說:“安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫利用普通膠帶成功地從石墨中剝離出石墨烯,這種材料僅有一個碳原子厚,是目前已知的最薄的材料。作為電導(dǎo)體,它和銅有著一樣出色的導(dǎo)電性;作為熱導(dǎo)體,它比目前任何其他材料的導(dǎo)熱效果都好。”
2015年10月23日,國家主席習(xí)近平參觀英國曼徹斯特大學(xué)國家石墨烯研究院是指出:在當(dāng)前新一輪產(chǎn)業(yè)升級和科技革命大背景下,新材料產(chǎn)業(yè)必將成為未來高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基石和先導(dǎo),對全球經(jīng)濟、科技、環(huán)境等各個領(lǐng)域發(fā)展產(chǎn)生深刻影響。中國是石墨資源大國,也是石墨烯研究和應(yīng)用開發(fā)最活躍的國家之一。
北京時間2017年7月6日,2017世界石墨烯創(chuàng)新大會在中國常州開幕,來自海內(nèi)外石墨烯領(lǐng)域的500余名精英們齊聚常州。諾貝爾獎獲得者,同時也是石墨烯的發(fā)現(xiàn)者康斯坦丁·諾沃肖諾夫教授致辭。
石墨烯既是最薄的材料,也是最強韌的材料,斷裂強度比最好的鋼材還要高200倍;同時它又有很好的彈性,拉伸幅度能達到自身尺寸的20%。石墨烯幾乎是完全透明的,只吸收2.3%的光;另一方面,它又非常致密,即使是最小的氣體原子(氦原子)也無法穿透。不僅如此,石墨烯還是導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能最強的一種新型納米材料。
利用石墨烯,科學(xué)家能夠研發(fā)一系列具有特殊性質(zhì)的新材料。比如,石墨烯晶體管的傳輸速度遠遠超過目前的硅晶體管,因此有希望應(yīng)用于全新超級計算機的研發(fā);石墨烯還可以用于制造觸摸屏、發(fā)光板,甚至太陽能電池。如果和其他材料混合,石墨烯還可用于制造更耐熱、更結(jié)實的電導(dǎo)體,從而使新材料更薄、更輕、更富有彈性,因此其應(yīng)用前景十分廣闊。
正因為石墨烯之特性被許多國家列為頭號技術(shù)研發(fā)。那么石墨烯起源于英國,2017世界石墨烯大會為什么會在我們中國常州召開,而不是去英國、美國?
我們來看看中國常州用10個全球第一,步入世界領(lǐng)先行列的石墨烯發(fā)展技術(shù)所獲得的殊榮!
1、建成全球第1家石墨烯研究機構(gòu)——江南石墨烯研究院;2、建成全球第1條年產(chǎn)3萬平方米石墨烯透明導(dǎo)電薄膜生產(chǎn)線;3、推出全球第1款石墨烯應(yīng)變原理的3D觸控解決方案;4、建成全球第1家年產(chǎn)100噸石墨烯粉體生產(chǎn)線;5、研發(fā)出全球第1款石墨烯智能發(fā)熱服;6、全球第1家規(guī)模化銷售CVD法制備石墨烯透明導(dǎo)電薄膜;7、建成全球第1條單層石墨烯噸級生產(chǎn)線;8、研發(fā)出全球第1款石墨烯觸摸屏手機;9、研發(fā)出全球第1款石墨烯蛋白質(zhì)分離試劑;10、研發(fā)出全球第1款石墨烯防腐涂料。
據(jù)了解,目前全球已有超過200個機構(gòu)和1000多名研究人員從事石墨烯研發(fā),然而中國在石墨烯研發(fā)上,目前已申請超過2200項專利,占世界的3分之1。2015年全球石墨烯專利數(shù)據(jù)顯示,排名首位的依然是中國,之后是美國、韓國、日本。
科研發(fā)展的未來,一旦石墨烯技術(shù)能應(yīng)用到商業(yè)中,將取代煤炭與石油天然氣,以及硅,成為提供人類生活所需大多數(shù)發(fā)電能源的來源!這無疑將徹底顛覆當(dāng)前的大量產(chǎn)業(yè)!
那么如何將石墨烯這一“黑科技”產(chǎn)業(yè)化、商品化,真正惠及人們的生活,成為石墨烯行業(yè)目前面臨的重要問題。
康斯坦丁·諾沃肖洛夫認為,石墨烯具有非常多的優(yōu)秀性能,只要能夠控制不同工藝對其進行處理,就能生產(chǎn)出滿足多功能需求的石墨烯產(chǎn)品。而現(xiàn)在要做的就是找到“殺手锏”的技術(shù)和應(yīng)用,了解本地和全球消費者需求,實現(xiàn)石墨烯技術(shù)真正量產(chǎn)化,獲得廣泛應(yīng)用。
2012年以來,在國家政策引導(dǎo)下,各地紛紛布局石墨烯,基本形成以長三角、珠三角和京津冀魯區(qū)域為聚合區(qū),多地分布式發(fā)展的石墨烯產(chǎn)業(yè)格局,全產(chǎn)業(yè)鏈雛形初現(xiàn),覆蓋從原料、制備、產(chǎn)品開發(fā)到下游應(yīng)用的全環(huán)節(jié),產(chǎn)業(yè)生態(tài)進一步完善。
中國石墨烯產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書長李義春表示,要盡快拿出一個中國在也石墨烯產(chǎn)業(yè)的推動方案,盡快制定國家產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖和實施細則,同時,加快制定石墨烯的統(tǒng)一行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),搶占全球話語權(quán),規(guī)范指導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的健康有序發(fā)展。
現(xiàn)階段石墨烯的最新商業(yè)應(yīng)用
讓手機像手鐲一樣隨意彎扣在手腕上,石墨烯技術(shù)已經(jīng)攻克了這一難題,讓理想變?yōu)楝F(xiàn)實。而且,據(jù)了解石墨烯手機充電時間只需5秒,電池就滿檔,可以連續(xù)使用半個月!
石墨烯電池續(xù)航汽車
將會出現(xiàn)以石墨烯電池發(fā)電的環(huán)保汽車,就因為用了石墨烯“超級電池”續(xù)航只需充電10分鐘,環(huán)保節(jié)能汽車就有可能行駛1000公里!勢必為世界汽車工業(yè)帶來巨大的革命轉(zhuǎn)變。屆時石油的需求量將大幅降低,中東及東南亞依靠石油生存的產(chǎn)油國將面臨災(zāi)難性的經(jīng)濟打擊!
石墨烯纖維服裝
據(jù)報道,上海一家名為“KyoreneNewMaterialTechnology”中國公司開發(fā)出了用于生產(chǎn)服裝、運動服和內(nèi)衣產(chǎn)品的石墨烯纖維。這家公司表示,在實際的商業(yè)產(chǎn)品中使用這些纖維的是美國手套制造商ArmorGuys。
據(jù)說這種技術(shù)使石墨烯在室溫下與高分子材料完全融合,與普通的紡織產(chǎn)品相比,增添了如抗菌,防紫外線,防靜電和保溫等特殊功能。
中國紡織工業(yè)相關(guān)負責(zé)人表示,石墨烯纖維發(fā)展的成功可以幫助生產(chǎn)新的紡織材料,從而提升中國在國際領(lǐng)域的競爭力。
總之,在創(chuàng)新驅(qū)動和政策引導(dǎo)下,特別自《中國制造2025》及其重點領(lǐng)域技術(shù)路線圖、《工業(yè)和信息化部 國家發(fā)展改革委 科技部關(guān)于促進石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的若干意見》發(fā)布以來,我國石墨烯產(chǎn)業(yè)持續(xù)快速發(fā)展,基于或利用石墨烯改進的新材料、新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn),一批新材料、新產(chǎn)品(如石墨烯改性重防腐涂料、石墨烯改性超級電容器和鋰離子電池、基于石墨烯內(nèi)暖纖維的健身輔療功能紡織品、安全電壓高效發(fā)熱器件等)正快速進入市場,助力以傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造提升、新興產(chǎn)業(yè)培育壯大、新型服務(wù)業(yè)發(fā)展為特征的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級,武器裝備發(fā)展和民生福祉改善,產(chǎn)業(yè)應(yīng)用前景日趨廣闊,發(fā)展態(tài)勢喜人。

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