“新材料之王”石墨烯是传奇还是传说?

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  上周末,石墨烯圈里的人都在热传一个消息,石墨烯要上央视啦!2016年7月30日周日,央视财经频道《对话》栏目播出了特别节目《石墨烯是传奇还是传说》。节目邀请了很多行业大咖就石墨烯烯的应用、市场前景、存在问题,到底有没有前途等热点问题展开了精彩的探讨,下面和小编一起去看看吧!

  “新材料之王”石墨烯,从首次成功分离,到被业界疯狂追捧,只有短短十几年的时间。 石墨烯是目前已发现的最轻、最薄、强度最大、导电性和导热性最好的物质,厚度仅相当于人类头发丝的十万分之一,强度却可以达到钢铁的200倍。它的出现刷新了人类对于物质世界和微观世界的认识。

  石墨烯的种种特质使它成为制造超级芯片、太阳能电池板、移动设备、航空航天设备、汽车蓄电池的原材料,并大大提高其性能。因此有人预言,石墨烯将替代石油,替代硅,以及目前普遍应用的很多材料。

  本期《对话》就要对这个让全世界都为之疯狂的“黑金”——石墨烯一探究竟。

  认识石墨烯——关于石墨烯的十万个为什么

  石墨烯是怎么被发现的?

  2004年,英国曼彻斯特大学两位科学家首次在实验室,通过胶带从石墨上分离出一层晶体物质,它就是今天被称为神奇材料的石墨烯。发现石墨烯的两位科学家,因此荣获2010年诺贝尔物理学奖。

  石墨烯真的很强大吗?

  是的。它几近透明,却异常柔韧,是目前人类发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的材料。特斯拉创始人马斯克预测,用石墨烯制作的电池,将使电动汽车续航里程达到800公里—1000公里,完全可以替代传统汽车。更有人预言未来,用石墨烯做的手机,五秒钟就可以充满电,并可以连续使用半个月,这些疯狂的预言和畅想也让人们对于石墨烯充满了无尽期待。

  石墨烯到底值多少钱?

  中国科学院院士中国石墨产业发展联盟专家委员会成员 刘忠范:我觉得石墨烯不是黑金,石墨烯是黑钻。

  深圳石墨烯协会会长 冯冠平:但是从产业化的角度来说,这个价格太贵,我们中国要把石墨烯的产业搞上去,一定要把黄金的价格变成白菜的价格。石墨烯可以造汽车?

  常州第六元素材料科技有限公司总经理 瞿研:石墨烯是一种二维材料,确实拥有很多优异的性能,但遗憾的是我们生活在一个三维的世界里,所以我们必须把这个二维材料怎么组装成一个三维材料,才能用起来,目前纯用石墨烯做汽车,恐怕还非常困难。

  石墨烯会像煤炭石油一样污染环境吗?

  深圳石墨烯协会会长 冯冠平:石墨烯本身并不会带来污染,但不同的制备方法是会产生污染的。

  应用了石墨烯的真实产品

  石墨烯加热服,美丽不“冻人” 有了石墨烯的取暖服,大家在冬季的时候,不用为笨重的衣服而烦恼了。衣服的背部和里边加上石墨烯的发热膜,可以温暖12小时。

  石墨烯加热画,瞬间取暖 一幅油画,加了石墨烯发热膜就变成一个取暖器,几秒钟之内表面温度,就能达到69度。

  石墨烯手套空手夺白刃:石墨烯的强度大,又轻薄柔韧,做成手套后,武侠小说里的空手夺白刃成为现实,让警察叔叔面对歹徒有如神助。

  石墨烯防弹衣:步枪的克星 石墨烯作为微量添加剂加防弹衣里,可以显著地提高强度,原来是防手枪,现在可以防步枪了。

  石墨烯充电宝:手机充电快如闪电? 石墨烯锂离子基电池的充电宝,在十几分钟内,就可以完成充电。

  刘忠范:石墨烯要做杀手锏而不是万金油

  中国科学院院士中国石墨产业发展联盟专家委员会成员刘忠范:这几个产品本身,的的确确能够反映石墨烯的特性,但是请大家一定要明白,如果说石墨烯仅仅是现在这样的用途,它不值得全世界去关注,所谓的战略新型材料,它肯定不是仅仅如此。石墨烯现在搞成有点像万金油,但是大家探索的是它是杀手锏,离开它不行,石墨烯能不能变成一个未来的控制性的产业,就像集成电路产业,我们需要找到一个东西,非它不可的东西,在这一点上,还需要大家真正去研究、研发。

  石墨烯能替代硅吗?石墨烯能替代石油吗?石墨烯能制造处超级电池吗?

  2014年6月华为创始人任正非在一次媒体采访时说:“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。” 一向低调的任正非突然高调为石墨烯“代言”,说明华为早已准备押宝在这场新材料的竞赛中。

  果然,2015在习主席访英期间,华为与英国曼彻斯特大学共同宣布将在石墨烯领域展开研究。曼彻斯特大学就是发现石墨烯的两位英国科学家工作的地方。

  由于石墨烯的研制成本非常高,被业内人士称为“黑金”,所以石墨烯的玩家基本上还是一些科技巨头,包括英特尔、三星、IBM等。现在华为也终于加入到这一阵营。

  石墨烯对芯片性能的提升非常明显,因为石墨烯良好的导热性,其芯片主频理论可以达到300GHz,远远高于硅芯片,而且在功耗方面也比硅芯片要好。如果华为在石墨烯的研发上有所斩获,那么其手机处理器的竞争力将大幅提升。

  1、石墨烯时代将在多远的将来取代硅时代?华为能够在这个划时代的变革中走到哪里?真的能够成为石墨烯时代的引领者吗?

  宁波江丰电子材料股份有限公司董事长 姚力军:人类的生产资料在不断变化,第一次生产资料主要是煤炭,第二次工业革命是钢铁,到了新型革命,生产资料就变成了芯片,硅是做芯片的最主要的基础材料。你的二代身份证,你的手机,你的汽车,你的钥匙里边都会有很多很多的芯片,而硅就是芯片的载体材料。

  现在任正非先生困惑的是什么呢?芯片现在接近瓶颈期了。芯片有一个摩尔定律,大概每两三年,芯片的限宽,集成度会翻一番,人类经过了几十年的进步,限宽走到一个极限了。现在这个时代,谁掌握了尖端科技,站在科技的高峰上,实际上那个人一定是握着硅的,一定是握着芯片的。在某种意义上来说,芯片是需要一次跨越性的大变革,而石墨烯是其中的一个选择,路还很遥远,是一个非常大的战略性的高端产业。

  常州第六元素材料科技有限公司董事长 瞿研:华为是令人尊敬的一个伟大的公司,我们国内现在面临着一个很大的问题,公司普遍规模偏小,我们拿得出手的材料方面的企业是零。德国博世一年的研发经费是46亿欧元,中国有多少企业,一年能够投入46亿欧元。当然华为是其中之一,华为已经进入了半导体领域,目前来看石墨烯是最有可能作为半导体材料的。当然这个需要大量的投入。

  中国石墨烯产业技术创新战略联盟秘书长 李义春:任正非是一个成功的企业家,他把华为打造成国际知名企业,他这句话确实具有战略性的。后来华为找到了我们,希望加入到我们的联盟里面,并且还希望在联盟里头起重要作用,但是现在两年过来了,我其实内心有些失望,现在华为希望的,就是有什么好的技术能用在我们这儿,我觉得这个是企业需求,但是我们对于华为的需求不是这样的,我们是希望石墨烯有可能引发一些颠覆性技术的革命,华为作为中国这么有影响的,也算是一个科技创新的标杆性企业,应该整合一些国内外的团队,搞一个黑科技出来,中国就没有这样的一个企业来完成这种价值。我觉得任正非先生说的,他是作为一个战略家说的这个话,但是在华为的执行层来说是很实际的,又落到了传统中国企业怎么能降低我们的成本,怎么能增加我们产品的竞争力,而不是体现科技给人类带来改善的这种真正的创新。

  中国科学院院士中国石墨产业发展联盟专家委员会成员 刘忠范:人类文明发展至今,很多时代都是用材料作为标签的,比如:石器时代、青铜时代、铁器时代等,现在这个时代可以用硅时代来描述,因为硅材料是信息化的基础,未来有没有可能是石墨烯时代?这种可能性是有的,但肯定还非常遥远。但是最重要的是,我们要有一些颠覆性的想法,像华为等等这些具有一定实力的企业,应该要有一个团队,做一些前沿研究,做一些颠覆性的东西。

  2、石墨烯能够制造出超级电池吗?

  特斯拉CEO马斯克曾经表示:有了石墨烯,传统的能源汽车可以被取代了,未来装了石墨烯电池的汽车,续航能力可以达到1000公里,那么,石墨烯能够制造出超级电池吗?

  智冲科技有限公司CEO 丁锐:石墨烯现在非常火,但是我认为石墨烯电池要想取代传统新能源汽车用的比如锂电池,短时间能无法实现。石墨烯在快充、超级电容器等领域的性能是非常好的,是非常好的应用场景。

  常州第六元素材料科技有限公司董事长瞿研:对于特斯拉CEO马斯克提出的新能源汽车续航能力达到1000公里,这个设想是非常好的,但是要注意他们做的是一个系统工程。要想达到续航1000电的目标,不光是用石墨烯做电池的问题,也不是说在锂电池负极或正极用到石墨烯做导电剂,也不是说做一个锂电池的问题,车身重量减小了,续航里程同样可以增加,所以,马斯克说的是特斯拉非常擅长的做的系统工程,从方方面面去优化,最后做出一个完美的成果。

  3、石墨烯能够代替石油吗?

  中国科学院院士中国石墨产业发展联盟专家委员会成员刘忠范:其实在这个问题上,大家大可不必杞人忧天。石墨烯和石油在功能上有根本的差别,他们干的活不一样,石墨烯最重要的是要找到自己的应用之路,这是最重要的。

  4、充电五秒钟,使用半个月,这样的石墨烯手机能实现吗?

  中国科学院院士中国石墨产业发展联盟专家委员会成员刘忠范:不管是手机使用一个月,还是汽车跑1000公里,都需要一定的能量。大家都去加油站加过油,要想加油加的快,有个途径,就是增大油箱的入口,手机充电也是同理,要想实现快充,就得增加充电的电流,在电压一定的情况下,大家想想这是这么概念,所以,有时候大家把很多概念、说法混淆一起,其实很多都是违反基本科学原理的。 

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