石墨烯引爆新材料革命

发布时间：2015/2/2 0:06:07

世界上有这样一种物质，它透明，只吸收2.3%的光；它坚硬，强度是钢铁的200倍；它存量丰富，在大自然中广泛存在；它实用，电阻率是世界上已知物质中*小的。它就是石墨烯，一种科学家和企业家都为之着迷的新材料。凭借完美的性能，石墨烯成为材料界的新贵，从三星的移动手机、苹果的可穿戴设备，到特斯拉电动车电池，都出现了石墨烯的身影。

石墨烯究竟有何神秘之处？它的相关研究和产业化现状如何？带着这些问题，记者近日走进长沙专门研究这种材料的湖南元素密码石墨烯研究院一探究竟。

发明：两名物理学家获诺贝尔奖

据媒体报道，近日西班牙一家以工业规模生产石墨烯的公司Graphenano，与西班牙科尔瓦多大学合作研究出首例石墨烯聚合材料电池，其储电量是目前市场*好产品的3倍，用此电池提供电力的电动车*多能行驶1000公里，而其充电时间不到8分钟。

石墨烯是什么？湖南元素密码石墨烯研究院创始人、中蓝科技控股集团董事长谭彬介绍，石墨烯是一种由碳原子按六边形晶格整齐排布而成的碳单质，厚度只有0.335纳米，是二维结构的材料，而我们现在所应用的材料都是三维结构。把20万片石墨烯叠加到一起，也只有一根头发丝那么厚。石墨烯的结构特性也赋予其先天的优势：它是世界上已知的*薄、强度*大、重量*轻、韧性*好的材料，因此也称为“*材料”。

石墨烯一直被认为是假设性的结构，无法单独稳定存在。直到2004年，英国曼彻斯特大学两名物理学家从石墨中剥离出石墨片，然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上，撕开胶带，就能把石墨片一分为二，不断地这样操作，于是薄片越来越薄，*后得到仅由一层碳原子构成的薄片，这就是石墨烯，两人也因这项发明获得2010年诺贝尔物理学奖。

应用：一根细丝吊起一架钢琴

石墨烯如此“高大上”，用它合成的复合材料能做什么呢？因为强度大，如果用石墨烯做成一根头发丝粗细的绳子，它可以吊起一架三角钢琴。业内人士认为，如果说20世纪是硅的世纪，那么石墨烯则开创了21世纪的新材料纪元，仅在集成电路行业，如果石墨烯能够取代1/10的硅，就将带来5000亿元以上的市场容量，未来有望达到万亿元级市场规模。

谭彬告诉记者，经过3年多攻关，湖南元素密码石墨烯研究院通过一种全新的氧化还原法，实现了石墨烯材料研发和应用的重大技术突破，获得全球专利80多项。目前，该研究院自主研发的石墨烯合金材料，可以有效地和铁、铜、镍、铝、锡及金刚石等材料相亲合，极大改善材料性能；通过氟化石墨烯技术，既保持了石墨烯的高强度，又使得其具有极强的耐高温、疏水性等性能，在新型纳米电子器件、润滑材料、动力电池等领域具有广泛的应用前景。

目前，石墨烯材料已大规模应用到长沙赛维能源科技有限公司锂离子电池生产当中，作为正负极电极活性材料的导电剂添加剂。技术参数显示，通过往锂电池正极材料中添加1%到2%的石墨烯作为导电材料，电池的储电量是普通锂电池的两倍以上，电池使用寿命延长两倍，成本降低20%。

产业化：行业量产仍处于摸索阶段

我国的石墨烯行业仍在量产摸索阶段，目前还很少有能够实现批量化生产的企业或研究机构。为什么会出现这样的困境？谭彬解释，目前国内研究和生产石墨烯的制备设备成本太高，多数企业只能小量生产石墨烯，生产出的石墨烯也存在很多技术上需要突破的问题。从需求上看，石墨烯没有形成下游的应用和需求，目前*大的应用还是为各大科研院校的实验使用。

目前湖南元素密码石墨烯研究院通过氧化还原法和其他物理方法相结合，能生产出低成本的石墨烯材料，于2014年5月在隆平高科技园建成*条年产30吨的石墨烯生产线，预计今年年产能将达300吨，现在该公司正在筹建第二条石墨烯生产线。

谭彬介绍，中蓝科技控股集团采用PPP/BOT的运营模式，引进投资60亿元，向长沙市政投入纯电动大巴、纯电动出租车，同时建立配套的充电站（桩）设施及核心零部件基地；同时引进产业基金30亿元投资兴建日产100万安时石墨烯锂离子电池生产线。

郑重声明：以上信息由企业自行发布，该企业负责信息内容的完整性、真实性、准确性和合法性。本网站对此不承担任何责任。