最近幾年,關(guān)于石墨烯的討論越多越多。
作為新時(shí)代的材料之王,石墨烯有著很多耀眼的特質(zhì):世界上強(qiáng)度最高的材料,是鋼鐵的200倍,比紙薄1000倍,厚度只有頭發(fā)絲的20萬分之一,還具有高導(dǎo)電性和高導(dǎo)熱性,是目前已知的最輕、最薄的材料。
與此同時(shí),石墨烯頻繁地出現(xiàn)在大眾視野。不少商品更是打著石墨烯的名號吸引消費(fèi)者的注意力,石墨烯口罩、石墨烯內(nèi)褲、石墨烯羽絨服、石墨烯取暖器、石墨烯充電寶……似乎只要冠上石墨烯的名號,產(chǎn)品就能高一個(gè)檔次,價(jià)格自然也能水漲船高。
可正是這種“萬物皆可石墨烯”的市場局面,讓石墨烯遭受了不少質(zhì)疑。不少言論直接指出,石墨烯是繼量子力學(xué)、納米科技之后的又一大騙局。主要問題在于,不少商家喜歡打著石墨烯的稱號夸大宣傳。實(shí)際上,這些產(chǎn)品也只是添加了少量石墨烯改善產(chǎn)品性能,并非百分百的石墨烯產(chǎn)品。這就像是奶茶中加入糖改善口感,并不至于讓奶茶從此更名為糖茶。
去年年初,有汽車品牌喊出宣傳口號,“8分鐘可充滿80%,石墨烯基超級充電電池,讓充電像加油一樣便捷”。此外,該汽車品牌還投入不少資源,在東北黑河做冬季實(shí)驗(yàn),試圖讓石墨烯基超級快充電池盡快投入市場。如今一年過去了,電動(dòng)車市場似乎并沒有迎來具有如此性能的超級電池。
不少業(yè)內(nèi)人士也指出,并不存在里程長、又能幾分鐘充滿電、成本低、又安全的電池。一些“石墨烯基鋰離子電池”打著石墨烯的名號,實(shí)則是為了模糊鋰電池的概念?,F(xiàn)在的很多石墨烯電池,也只是添加了石墨烯作為鋰電子電池中的導(dǎo)電劑,而不是以石墨烯作為主要材料。
石墨烯作為一種新型材料,其材質(zhì)本身和特質(zhì)從理論上而言并不存在問題。從2004年被英國曼徹斯特大學(xué)的兩位科學(xué)家安發(fā)現(xiàn),到德烈·蓋姆(Andre Geim)和康斯坦丁·諾沃消洛夫(Konstantin Novoselov)獲得2010年諾貝爾文學(xué)獎(jiǎng),這本就是人類科技史上的一大進(jìn)步。
從2004年首次被提出,再到2010年之后大熱,石墨烯在整個(gè)工業(yè)和商業(yè)用途中,不過是一顆剛剛新起的星星。就目前而言,我國的石墨烯產(chǎn)業(yè)正處于產(chǎn)業(yè)發(fā)展早期。不過,政府部門和相關(guān)政策給予了高度關(guān)注。
2015年11月30日,工信部、發(fā)改委、科技部聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于加快石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的若干意見》。該意見指出,要把石墨烯產(chǎn)業(yè)打造成先導(dǎo)產(chǎn)業(yè),到2018年,實(shí)現(xiàn)石墨烯材料穩(wěn)定生產(chǎn)。到2020年,實(shí)現(xiàn)石墨烯材料標(biāo)準(zhǔn)化,形成若干家具有核心競爭力的石墨烯企業(yè)。
相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,截至2020年年底,我國石墨烯產(chǎn)業(yè)相關(guān)企業(yè)有近17000家,論文總數(shù)占全球三分之一,專利數(shù)量占全球總數(shù)三分之二。無論是研究規(guī)模還是人才隊(duì)伍,我國都位于石墨烯行業(yè)前列。
就實(shí)際運(yùn)用而言,石墨烯商業(yè)化應(yīng)用依舊處于研發(fā)早期。目前,石墨烯發(fā)展需要面對兩個(gè)問題,一個(gè)是提取難,另一個(gè)是成本高。
2018年,憑借石墨烯獲獎(jiǎng)的康斯坦丁·諾沃消洛夫也直言,目前的工業(yè)生產(chǎn)石墨烯樣品中,石墨烯含量低于10%,甚至沒有一個(gè)樣品的石墨烯含量超過50%。
從發(fā)現(xiàn)至今,石墨烯不過僅有20年的研究歷史。真正進(jìn)入工業(yè)領(lǐng)域,也不過是近10年的事情。不可否認(rèn),石墨烯的應(yīng)用場景很多,比如紡織、能源、農(nóng)業(yè)、光電、生物醫(yī)藥、航空航天等諸多領(lǐng)域,但目前仍處于研究階段。
正如中國科學(xué)院院士、北京石墨烯研究院院長劉忠范所說:“我們的石墨烯產(chǎn)業(yè)更多關(guān)注具體產(chǎn)品,掙快錢,但它們未必是未來的主導(dǎo)應(yīng)用”。 這句批評,剛好指向了一大批打著石墨烯幌子掙快錢的企業(yè)。
石墨烯的確是當(dāng)代黑金,但抱著“萬物皆可石墨烯”的心態(tài),只會(huì)給整個(gè)石墨烯行業(yè)抹黑。同時(shí),還有無數(shù)學(xué)者和專家為整個(gè)石墨烯行業(yè)付出巨大的努力,他們的基礎(chǔ)性研究,才能真正為我國的石墨烯發(fā)展,鋪就一條光明的道路。
在國家政策和市場需求的雙重推動(dòng)下,石墨烯及其衍生物,會(huì)越來越廣泛地出現(xiàn)在日常生活中。而真正的石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展,依舊任重而道遠(yuǎn)。從普羅大眾、到行業(yè)從業(yè)者和研究者,更應(yīng)該恢復(fù)對石墨烯的理性認(rèn)知。
本文作者:永清院辦公室
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