石墨烯:走不出實驗室因為有六大難言之隱

2020-12-08 電子產品世界

  石墨烯目前最靠譜的似乎是在新型的電池中,更確切的說實在新型超級電容器中的應用研究。但是,似乎人們或有意或無意的都迴避了一個問題,石墨烯的批量製造問題。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201702/343466.htm

  這個與納米材料的狀況很接近。石墨烯的很多特別性能都是建立在其單層結構上。但是批量獲得一個原子厚度的石墨單層在未來的幾年我看不到希望。

  最終很可能走向這樣的結果:像當年的納米材料一樣,我們對石墨烯的製造會漸漸淪為比較薄的石墨片狀結構,至於到底是單層還是幾十層或者更多,天知道!(納米材料的批量製造技術就是如此,我們很快就將納米材料的製造技術降低到如何將尺寸做到100納米下,至於納米材料最基本的要求,即對其微觀結構的排列,誰去管他!)不得不承認,我們在對新興技術的庸俗化方面的本事的確不小。

  國內的對新技術的理解和開發,速度驚人。但是有時候一些問題不由得讓人擔心。

  江蘇已經出現了一大批用石墨烯為名頭的企業。我都不知道在石墨烯的批量製造還沒有影子的情況下,他們拿什麼去銷售。但是,人家就是有本事每年將石墨烯銷售了幾千萬甚至更多。據說主要用於LED的散熱。用腳趾頭也能想得到,他們的所謂的石墨烯其實就是石墨(這個東西本來即使片狀結構,本來就可以導熱和導電)。無非是利用一個噱頭增加銷售,獲得國家經費支持。

  這種做法對石墨烯的未來開發到底是好是壞,目前不得而知。好處是,企業用這種方法是石墨烯在市場推廣方面先混一個臉熟,真的技術突破了,大家只會驚喜大大的。也就是賺足了吆喝,造足了聲勢,降低了未來的市場接受難度。壞處就是怕一群混蛋攪渾了一池春水,壞了名聲。以後即使真的有了好的石墨烯技術,在資本市場和產品市場也沒那麼吸引眼球了。那樣的話,對那些辛辛苦苦從事石墨烯的開發的機構來說,絕對是災難。

  批量製造單層石墨烯從09年開始就不是什麼難題

    

 

  就是在銅箔基底上化學氣相沉積。現在國內賣化學氣相沉積做單層石墨烯的爐子的廠商都一堆了。而且買石墨烯做下遊正經的應用肯定要做拉曼光譜表徵,這是最基本的質量控制,沒有人如你所說的這麼傻。拉曼光譜很容易分辨石墨烯是單層還是多層,而且拉曼光譜儀早就被國內廠商給白菜化了

  怎麼能用過時的錯誤的信息來誤導不了解內情的讀者

  批量製造單層石墨烯至今仍是難題

  雖然CVD以及各種變種CVD在單層石墨烯製備方面已經取得了長足的進步,最近已經可以製造釐米級的單層石墨烯單晶。但是從工業製造或者商品化製造的角度來說,批量製造石墨烯仍然存在巨大的困難。

  困難1:

  高品質單層石墨烯的製備規模,受限於CVD設備的腔體尺寸。現有CVD方法還不能實現單層石墨烯的連續製備。雖然日本人展示過所謂的長達100米的石墨烯,但是材料表面破洞很多,完全不堪使用。CVD石墨烯的連續製備技術以及產品良率問題,目前都還沒有解決好。

  困難2:

  高質量的石墨烯轉移方法,常用的溼法刻蝕轉移,往往帶來褶皺、雜質、破損等問題,難以實現大批量的轉移;多年前韓國人搞的輥對輥技術,根據國內一些廠商的實踐表明,存在很多細微但是難以解決的問題,也不堪使用。

  困難3:

  困難1和困難2的結合,即實現CVD石墨烯的連續化製備和轉移,兩者匹配對接,形成自動化的生產技術,這在前兩個困難沒有解決的情況下是沒有啥出路的。

  困難4:

  即使解決了上述三個困難,石墨烯面對現有的一些技術並不存在多少優勢,比如ITO,比如碳納米管膜,比如納米銀線。。石墨烯面臨強勁的競爭對手,能否勝出還很難說。

  困難5:

  即使石墨烯連困難4也解決了,還有個商業角度的困難:為了幹掉ITO,石墨烯售價必然不能高,於是乎產品的附加值太低,利潤率太低。

  困難6:

  有些人借著石墨烯的名頭渾水摸魚、掛羊頭賣狗肉,敗壞行業的聲譽,摧殘行業的長遠前景,令人憂慮。石墨烯有關的新聞和會展,炒作風氣過甚,不少已經淪為資本運作和股市操作所需的故事了。

  一些網友對某些技術成果的理解,他們往往會把宣傳上的,理論上的以及理想狀態下的東西當作實際存在的東西。可是事實上我們真正從事材料科學研究的人對此中苦真是不足為外人道。

  形勢分析:

  一個蒙脫土的插層化合物,到現在都沒有真正被市場接受。

  想石墨烯這樣的高表面能的東西要穩定存在並使用談何容易?

  而行業內的人士如果不是專心於後續的開發,而是熱衷於炒作概念,破環型開發技術資源,那麼後果絕對是災難性的。

  如何評價一個新技術,尤其是材料科學的技術,本身就是很不容易的事情,它需要很多的配套條件才可以。事實上,很多的材料科學技術成果,需要花一半的精力在後面的純粹應用測試方面。這個工作室需要大量的投入的。沒有足夠的資本支持和下遊應用支持,基本是沒戲的。

  材料科學的突破是依賴於很多匹配條件的。也就是說,其實他的成果的推廣是有一定的困難性和脆弱性的。

  破壞性的開發之後帶來的是資本對其興趣的缺失。這個就很討厭了。那時候即使有好的東西出來,缺少配套和匹配條件,也很容易夭折。

  就像現在,如果一個人發明了一項技術,可以大幅度減低納米粉體的表麵團聚和生長。這個時候如果他要融資或者申請經費,就面臨一個很尷尬的狀況,可能無人喝彩。

  你還是低估了資本逐利的決心和勇氣,為了百分之百的利潤,他們可以冒上絞刑架的風險。只要東西真的好,能來利潤,擔心沒人投資?資本家分分鐘拿錢砸死你。

相關焦點

  • 中國的石墨烯產業之路到底能走多遠?展望黑科技石墨烯的未來!
    石墨烯產業需要提前布局,爭奪核心競爭力,從業者也要明確認識新材料產業發展的規律,絕不能急功近利。」這是中國科學院院士、北京石墨烯研究院院長劉忠範說到的。石墨烯的研究在我國其實已經有很多年的研究了,現今市場上也已經出現了各種各樣的石墨烯類應用產品。
  • 石墨烯概念股走強 石墨烯概念股龍頭有哪些
    石墨烯的推出給科技技術的發展帶來了很大的好處,因為石墨烯是一種技術含量很高的碳材料,尤其應用在手機電池上,具有更高的散熱性,所以三星手機將這石墨烯用上了,這樣推動了石墨烯概念股走強。石墨烯概念股 根據最新報導稱,三星手機有望明年用上石墨烯電池,這讓石墨烯相關概念股迎投資良機,這兩天股市中
  • 石墨烯概念拉升走強,消息稱廣汽新能源將搭載測試石墨烯電池
    石墨烯概念拉升走強
  • 科學家研製出「一氧化石墨烯」
    該研究團隊的成員、力學工程教授陳俊鴻(音譯)表示:「石墨烯研究領域的主要驅動力之一是使這種材料成為半導體,我們通過對石墨烯進行化學改性得到了新材料GMO。GMO展示出的特性表明,它比石墨烯更容易大規模生產。」 該團隊在研究陳俊鴻研製出的一種混合納米材料時,無心插柳得到了GMO。
  • 農村廁所改造僅需3000元,為何農民卻不情願?原來有難言之隱
    農村廁所改造僅需3000元,為何農民卻不情願?原來有難言之隱近幾年,為了改善農村人居環境,國家實施了不少的惠農政策和扶持政策,其中有一項非常特別,這就是農村廁所改造。有過農村生活經驗的人都知道,農村的廁所是一種旱廁,沒法像城市裡那樣用完就用水衝掉,相反,如果不定期清理,人的排洩物會越存越多。一般的處理方式都是打到兩個黑色的大橡膠桶裡,用扁擔挑到地裡去澆菜。這種旱廁極其不衛生,在幾米內味道都很大,上完廁所渾身都是味道,而且容易滋生病菌,走進去也不算非常美觀,其次就是不安全,年齡小的孩子使用這種旱廁很容易發生墜落的危險。
  • 持續佩戴6小時不起霧!浙江省重點實驗室研發石墨烯防霧膜解護目鏡起霧難題
    依託中科院寧波材料所的浙江省石墨烯應用研究重點實驗室劉兆平團隊研發了護目鏡石墨烯防霧貼膜,經應用連續佩戴6小時未起霧,防霧效果顯著
  • 石墨烯上CCTV啦!新聞頻道專題節目《石墨烯到底有多神奇?》(附視頻)
    石墨烯真的有這麼神奇嗎?人類是如何製備出石墨烯的呢?2004年英國曼徹斯頓大學的兩位科學家——安德烈海姆和諾沃肖洛夫嘗試用膠帶粘出了石墨烯。別小看這個方法,自從有了這個點子之後,兩位科學家就拿了諾貝爾獎。那麼用膠帶怎麼就能產生這個具有革命性的新材料呢?
  • 石墨烯六大應用領域全面分析
    石墨烯應用在油墨的優勢主要有兩點:一是兼容性強,石墨烯油墨可在塑料薄膜、紙張及金屬箔片等多種基材上實現印刷;二是性價比高,與現有的納米金屬導電油墨相比,石墨烯油墨具有較大的成本優勢。 由於石墨烯的良好性能,其製成的油墨具有電阻小、導電性強以及光學透明性高等特點,在各類導電線路以及傳感器、無線射頻識別系統、智能包裝、醫學監視器等電子產品中有廣泛應用。
  • 電池超級續航有希望,材料界的超新星——石墨烯
    那時正值大學填報志願的時候,我和司機自然而然聊到了安徽的大學,司機很驕傲地問我知不知道近些年關於中科大的新聞,我當即想到了石墨烯。作為全世界最炙手可熱的新材料之一,中科大的博士曾在1天之內發表了2篇關於石墨烯超導的最新成果的論文。其研究更是在世界範圍內引起了廣泛討論。
  • 你所不知道的石墨烯
    【科普小博士】  作者:毋偉(北京化工大學教授)  石墨烯是近年來最熱的新材料之一,因為具有很好的導電、導熱性,強度高,比表面積大,石墨烯預期在計算機晶片、電子材料、導熱材料、高性能複合材料、環境處理、催化劑載體等諸多領域具有潛在應用。
  • 再也不怕氣溫變冷,因為有雅迪電動車的石墨烯電池
    要知道,氣溫的下降對電動車電池性能影響還是非常大的,但是如果你騎的是配備石墨烯電池的雅迪E2電動車,就不用怕啦!外觀上,雅迪E2電動車走的是E系列車型的大面積方正,小細節圓潤的風格,不僅融合簡約與優雅,顏色的選擇和貼花的搭配也讓它更具時尚感。
  • 浙大製造出新型石墨烯膜材料:柔性好,導熱強 解決世界難題
    建有石墨烯、新能源材料、高分子化學3個實驗室及1個「浙江大學-碳谷上希」聯合研究中心。,發現了氧化石墨烯的液晶性,發明了石墨烯纖維、石墨烯無紡布、石墨烯連續組裝薄膜及最輕材料石墨烯氣凝膠四種純石墨烯宏觀材料(簡稱F4),開發了低成本高質量單層氧化石墨烯、多功能石墨烯複合纖維、石墨烯高效電熱布、石墨烯超級電容器、石墨烯-鋁離子電池、石墨烯納濾膜等六大核心技術,這些成果產業化前景廣闊,部分已實現生產和中試。
  • 沙特研究出用雷射束製造石墨烯電極的方法
    阿卜杜拉國王科技大學的科學家開發出一種利用雷射束製造石墨烯電極的簡單方法,其性能比通過舊方法生產的電極更好。由石墨烯組成的電極可能會改變從食品安全、臨床診斷到環境監測等眾多領域對電活性物質的檢測和測量方式。石墨烯由多個超薄和高度有序地相互連接的蜂窩狀碳原子環片組成。這種多層結構使該材料具有特殊的電子特性,特別是導電性和電催化活性,以及對製造電化學傳感器有用的物理特性。
  • 中國博士生設計出高溫爐 可製備高質量石墨烯
    朱授恩用自己設計製造的高溫爐製備出高質量石墨烯荷蘭代爾夫特理工大學來自中國的博士生朱授恩,不久前用自己設計製造的高溫爐製備出高質量石墨烯
  • 【行業動態】「未來材料」石墨烯
    石墨烯最早出現於2004年,在英國曼徹斯特大學的一所實驗室裡,兩位科學家成功用微機械剝離法成功從石墨中分離出石墨烯,1毫米厚的石墨大約包含300萬層石墨烯,可見其剝離之難。石墨烯市場我國石墨烯產業呈現出快速發展的態勢,據統計,2018年我國石墨烯產業市場規模已經達到100億元,較2015年的6億元實現年均增長超過100%,預計到 2020 年末,全球和國內石墨烯行業市場規模分別為 95 億美元和 200 億元,中國石墨烯市場規模約佔全球石墨烯總市場規模的 30%,並有逐年提高的趨勢。
  • 石墨烯電子表現出完美液體特性
    而只有一個原子厚度的石墨烯並不符合這個規律,在很寬的溫度範圍內,石墨烯中電子可呈現出一種強相互作用的漩渦狀。此項發現由義大利科學家發表在7月6日的《物理評論快報》(PRL)網絡版上。 該發現表明,石墨烯中電子的行為就像一種近乎完美的液體(具有高度湍流性、極低的黏性)。
  • 泉州石墨烯產業發展有了路線圖
    努力建成全國石墨烯應用技術創新示範區和石墨烯應用產業集聚區泉州石墨烯產業發展有了路線圖泉州市企業積極進軍石墨稀領域,已研發出多種相關產品。近年來,泉州市紡織服裝、鞋業、石油化工、機械裝備、建材家居、食品飲料等六大千億產業集群和石墨烯產業緊密互動,為傳統產業轉型升級和新興產業落地生根找到了新的突破口和機會點。
  • 什麼是石墨烯電池?石墨烯電池的性能好不好?
    今年以來,廣汽方面對於石墨烯電池的宣傳較為到位。最新消息是,廣汽集團在互動平臺透露,目前石墨烯電池研發工作在持續進行中,預計今年底此項技術將進入實車量產測試。據了解,廣汽埃安將是率先使用石墨烯電池的品牌。那麼,什麼是石墨烯電池?石墨烯電池的性能好不好?石墨烯電池是否會替代鋰電池?
  • 用橡皮泥「玩」出超靈敏石墨烯傳感器
    ,就在一次隨手混合黏彈性化合物與石墨烯的意外中,開啟了打造超高靈敏傳感器的新機會。都柏林大學聖三一學院教授Jonathan Coleman說:「這個想法來自於在實驗室中隨意地動手玩創意,我的學生Conor Boland認為如果將石墨烯混合製造兒童玩具黏土(Silly Putty,類似我們的橡皮泥,但是更高級)的網狀結構(x-linked)聚合物應該會很有趣。結果確實如此!它形成了一種非常柔軟的矩陣,而且具有相當有趣的特性。
  • 石墨烯電瓶充電幾小時_石墨烯電池商用要多久
    石墨烯電瓶充電幾小時   石墨烯電瓶第一次用沒電,充滿電即可,不需要長時間充電。可見石墨烯電池不僅適用於新能源汽車,在我們的手機領域也可以得到廣泛的應用,但是這僅僅只是處於實驗階段,距離在市場上得到應用還需要很長的路要走。   石墨烯相比於傳統的電池有著更大更多的優勢,在使用壽命上,它的使用壽命是鋰電池的兩倍,是氫化電池的四倍。在重量上,它的重量大概只有傳統電池的一半。在充電的速率方面。石墨烯電池可以提高几十倍甚至上百倍。