石墨烯或將改變人類未來

長江商報消息 有望攻克癌癥，將顛覆多個產業(yè)，2015上半年或量產

□本報記者 劉建永 發(fā)自成都

日前，重慶市高新區(qū)金鳳電子信息產業(yè)園產業(yè)部宣布正式投產石墨烯手機，“石墨烯手機的正式投產，意味著我們在石墨烯材料智能終端應用上取得了第一個突破點�！痹摦a業(yè)園相關負責人對媒體表示。據(jù)悉，該產業(yè)園還計劃在今明兩年引進20至30家石墨烯企業(yè)，并雄心勃勃地制定了2020年前達到400億產值的目標。

1月16日上午，長江商報記者致電重慶市高新區(qū)金鳳電子信息產業(yè)園，確認了石墨烯手機已經投入生產的消息。然而電子科技大學教授、博士生導師陳澤祥對此卻深表懷疑，他在電話里告訴長江商報記者，“可能是炒作”。

而在此之前的2014年12月14日，國家主席習近平前往江蘇產業(yè)技術研究院，對有關石墨烯的研發(fā)等展開考察，從而在股市又引發(fā)了一股石墨烯概念的炒作熱潮，相關板塊應聲而漲。

石墨烯自2004年被英國曼徹斯特大學兩位科學家發(fā)現(xiàn)后，很快因其強度最高、韌性最好、重量最輕等眾多驚人的優(yōu)良性能而被世人關注。2010年，兩位科學家因該發(fā)現(xiàn)而被授予諾貝爾物理學獎。近十年來，有關石墨烯的研究炙手可熱，石墨烯也因其在能源、生物技術、航天航空等領域具有極其廣泛的應用前景而被認為是“具有革命性意義的材料”、“二十一世紀的材料之王”。有專家預計，未來5至10年，全球石墨烯產業(yè)規(guī)模將超過1000億美元。

然而統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，在滬深兩市60多家和石墨烯有關的上市公司中，沒有一家因為石墨烯而獲得利潤，業(yè)內分析人士稱“沒有一個賺錢的”。此前，金路集團曾發(fā)布公告稱，擬轉讓有關石墨烯的知識產權和技術成果權益。金路集團被迫拋棄“石墨烯”的原因，據(jù)解釋是資金緊張，然而卻也引發(fā)了市場對于石墨烯現(xiàn)狀的擔憂。

石墨烯前景究竟如何，長江商報記者就此對這一新材料展開調查。

眾多驚人特點應用五大領域

根據(jù)相關研究報告，石墨烯（Graphene）是一種由C原子經sp2電子軌道雜化后形成的蜂巢狀的準二維結構，是C元素的另外一種同素異形體。與其他新材料相比，石墨烯具有眾多優(yōu)良的特點，如載流子遷移率高、電流密度大、強度高、導熱率高、最薄最輕最硬，同時具有高性能傳感器、可強化電子輸送、催化劑、吸氫、雙極半導體、無散熱傳輸?shù)裙δ�。由于石墨烯的性能�?yōu)良、功能眾多而被廣泛應用到鋰電子電池、超級電容、導電油墨、觸摸屏、軟性電子、散熱、涂料、傳感器等領域，此外，在高頻電子、環(huán)保、光電、聚合物、海水淡化、太陽能電池、燃料電池、催化劑、建筑材料等領域，也能發(fā)現(xiàn)石墨烯的身影。

目前中國、美國、歐盟、韓國、日本等國家和組織均將石墨烯的研究提升至戰(zhàn)略高度。相關數(shù)據(jù)顯示，有關石墨烯的專利申請逐年倍增，2009年全球專利申請數(shù)量為165篇，2012年則達到1829篇，其中來自中國的專利申請位居第一，達總量的50%以上，占據(jù)絕對優(yōu)勢地位。

有專家預計，未來幾年內，石墨烯將主要用于“超級電容器”、“觸摸屏”、“結構材料”、“傳感器”、“高性能計算機”五大領域。

突破技術障礙有革命性意義

以石墨烯為材料，可以制造出眾多與人們生活息息相關的用品，如電池、夜視鏡、醫(yī)用掃描儀、防彈衣、避孕套、3D打印機、彎曲的手機等。而其中為人們所熟知是石墨烯聚合材料電池，即“超級電池”，其成本比傳統(tǒng)鋰電池低77%，重量也僅為傳統(tǒng)電池的一半，但儲電量卻是目前市場上性能最好的電池的三倍，以此為電力的電動車將會大大突破以往電池行駛里程的限制，最高可以行駛1000公里，而充電時間僅為8分鐘，比傳統(tǒng)鋰電池充電時間快十倍。

2014年12月26日，美國電動汽車制造商特斯拉發(fā)布了第一代車型Roadster（敞篷跑車）的升級版，續(xù)航里程達到644公里，比原版393公里的續(xù)航里程高出60%，電池容量則高出近70%。此前，全球的汽車制造商們主要以三種鋰電池為動力：鎳鈷鋁酸鋰電池(鈷酸鋰電池)、磷酸鐵鋰電池、錳酸鋰電池。鎳鈷鋁酸鋰電池主要應用在美國，以特斯拉為代表；磷酸鐵鋰電池主要在中國應用，以比亞迪汽車為代表；錳酸鋰電池則主要應用在日本。這三種電池，鎳鈷鋁酸鋰電池能量密度最高，但高溫下最不穩(wěn)定，磷酸鐵鋰電池雖然最穩(wěn)定，但能量密度又不高。

由于傳統(tǒng)的鋰電池功率密度受限，無法快速吸收和釋放大量能量，而導致電動汽車的行駛里程、充電時間等均受到制約，這也是中國新能源汽車推廣長達5年而一直沒有取得預期效果的原因所在。中國預計在2015年銷售純電動汽車和插電式混合動力汽車50萬輛，然而截至2014年12月，新能源汽車銷售量尚且不足6萬輛，差距巨大。這其中除了充電設施不完善，不便充電外，電量有限、續(xù)航里程短是關鍵的技術障礙。

有關研究人員介紹，目前國內主要研究的是將石墨烯運用到鋰電池上，而非全新體系的“超級電池”。時至今日，傳統(tǒng)鋰電池的技術已經長達20年沒有任何實質性的革新，故石墨烯“超級電池”的出現(xiàn)，對新能源汽車行業(yè)來說，無疑具有革命性的意義。（下轉A04版）

責編：ZB