劉忠范:石墨烯產業切勿重演大煉鋼鐵運動-亞博2023vip
本文摘要:中國現在正處于“石墨烯淘金熱”中,全國各地都在做到石墨烯產業,石墨烯這個詞完全是家喻戶曉。
中國現在正處于“石墨烯淘金熱”中,全國各地都在做到石墨烯產業,石墨烯這個詞完全是家喻戶曉。據理解,中國科學院院士、北京大學化學與分子工程學院教授劉忠范在首屆“欲是西湖學會”化學分會上,就中國石墨烯產業的研究、發展方向等方面共享了他的經驗和觀點。
在演說中,劉忠范共享了他所領導的團隊在石墨烯方面獲得的一些成果,同時,也給人們以警告,不宜讓石墨烯產業重演早前大煉鋼鐵運動。本期文章根據劉忠范教授當天的演說整理并稍作編輯而出。
中國科學院院士劉忠范二維蜂窩狀顯碳材料,由sp2雜化碳原子包含石墨烯是一種二維蜂窩狀顯碳材料。大家所熟悉的石墨,一層一層地擠壓出去,就是石墨烯。石墨烯堪稱新材料之王,集眾多特性于一身。
它是最厚、最重的材料,同時也是最弱、最柔軟的材料。雖然石墨很軟,但是單層的石墨烯材料甚至比金剛石還軟。我們所熟悉的金剛石導熱性很好,熱導率在2000W/m?K左右,而石墨烯的熱導率超過5300W/m?K。
石墨烯還兼備柔性、半透明等特性,而且只有質子需要擊穿。這些優良的特性彰顯了石墨烯材料十分遼闊的應用于前景,也是更有全世界眼球的根本原因。中國石墨烯產業化運動中國享有全世界尤為可觀的石墨烯研發隊伍,從2011年起公開發表的學術論文數量就位居世界第一。
中國公開發表論文總數已居于世界第一,來源:SCImagoGroupfromScopusdata中國申請人的石墨烯專利數量也高居全球榜首,呈圓形遙遙領先之勢。中國石墨烯專利數量高居全球榜首中國正在引發一場轟轟烈烈的石墨烯產業化運動。我仍然在改版這張石墨烯產業園分布圖,目前全國有將近二十個石墨烯產業園,這個數字完全每天都在快速增長之中。
無論是繁盛地區,還是偏遠地區,都開建石墨烯產業園,這讓我回想1958年大躍進時期的大煉鋼鐵運動。轟轟烈烈的石墨烯產業園建設運動只不過對于石墨烯材料來說,理想與現實差距相當大。理想的石墨烯具備極致的蜂窩狀結構,而現實的石墨烯就像一件斬衣服,由無數個石墨烯微片拼湊而出。
石墨烯上有很多缺失,還有很多臟東西。因此,現實制取出來的石墨烯材料性能沒那么好,價值也沒那么低。
套用一句網絡語言,就是“理想很甜美,現實很骨感”。我仍然指出,我們可以不懂未來,但是可以回顧歷史,溫故而知新。
大家所熟知的碳纖維研發歷史很有糅合意義。1961年,大阪工業技術試驗所進藤昭男發明者聚丙烯腈恩碳纖維制取技術,十年后的1971年日本東麗公司首度構建工業化量產,每月一噸的規模。東麗公司沿著T300、T800、T1000的標號之路大大提高碳纖維的質量,投放了1400多億日元研發資金。
直到2003年奪得波音787合約,才確實扭虧為盈。實質上,早年的碳纖維不能做到釣魚桿,而現在的碳纖維已淪為先進設備航空器的承托材料。
某種程度叫碳纖維,但是東西不一樣,強度幾乎不一樣。我堅信石墨烯材料也不會回頭某種程度的路,必須時間的文化底蘊,必須持續的投放,更加必須冷靜。我也仍然指出,制取要求未來。
現在的石墨烯并不等同于未來的石墨烯?,F在我們看一看石墨烯是怎么制取出來的。
石墨烯的制取方法石墨烯可以分為兩大類,粉體石墨烯和薄膜石墨烯,制取方法有所不同,用途也幾乎有所不同。前者可以稱作男石墨烯,傻大黑粗;后者則是高品位的女石墨烯。當然這是笑話,無法上當。我的團隊更加多注目的是女石墨烯的制取方法。
從大規模生產的角度談,粉體石墨烯一般來說從石墨抵達制取,通過一系列的物理化學過程把石墨烯從塊體石墨上擠壓下來。一般這種石墨烯質量較好,但產量相當大,也較為低廉。目前國內生產能力已超過七千噸規模,實際產量也就百噸規模?;瘜W氣相沉積方法是規?;迫”∧な┑臉藴驶夹g,所獲得的石墨烯質量很高,當然也較為喜,目前國內生產能力已超過年產百萬平米量級。
北京大學在高質量石墨烯制取方面做到了大量的研究探尋,在標號石墨烯薄膜、三維粉體石墨烯、超級石墨烯玻璃以及超級石墨烯光纖等研究領域獲得一系列最重要突破。
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