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石墨烯热席卷全球:市场价值巨大

导读: 目前,石墨烯原材料石墨的市场售价约为3000元/吨,而提炼成石墨烯后,石墨烯的市场售价高达100万元/吨。随着批量化生产和大尺寸难题逐步突破,石墨烯的产业化步伐正在加快,国内外相关机构的科研投入力度也在上升,市场关注度随之升温。

  超薄超轻型飞机、超薄可折叠手机、太空电梯……被誉为“21世纪神奇材料”的石墨烯以其神奇特性承载着人们的无数想象。世界主要国家均高度重视发展石墨烯相关产业,期待它带来巨大的市场价值。

  2014年底,西班牙石墨烯公司同科尔多瓦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最好产品的3倍,用此电池提供电力的电动车最多能行驶1000公里,而其充电时间不到8分钟。该公司已与德国四大汽车公司中的两家进行联合测试,计划在2015年将该电池投入生产。

  2014年10月,美国麻省理工学院研究人员发现,揉皱的石墨烯纸可用于制备易弯曲、折叠或拉伸到其原始大小800%的超级电容器,且揉皱—平复1000次其性能也不发生明显降低。

  两名英国科学家利用“胶带”从石墨表面“撕”出的单层物质,为他们赢得了诺奖桂冠。

  石墨烯的发现者可能未曾预料到它的研发会有如此迅猛的突破。2004年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫通过简单的“机械剥离法”,利用“胶带”从石墨表面“撕”出单层的石墨——石墨烯。2010年诺贝尔物理学奖授予了这两位物理学家,以表彰他们对石墨烯的研究。

  石墨烯是单原子层的二维晶体材料,也是结构最为简单的碳材料。常见的石墨材料可以看作由石墨烯层层堆叠而成,因此石墨烯也被视作 “单层石墨”。被誉为“21世纪神奇材料”的石墨烯是目前已知的世上最薄、最坚硬、室温下导电性最好而且拥有强大灵活性的纳米材料:它可以薄到只有一个碳原子的厚度,1毫米厚的石墨薄片中能剥离出300万层石墨烯;它很硬,其强度比钢还要高200倍;在室温下,电阻率最低的物质是银,而石墨烯的电阻率比银还小;它透明而不透气……种种特性使石墨烯未来在触摸屏、传感器、蓄电池等诸多领域的应用充满想象。

  科学家预计,未来5到10年里,石墨烯研究会有很大发展,首个石墨烯触摸屏将在三五年内上市,石墨烯电子纸样品2015年可以研发成功,超薄超轻型飞机、超薄可折叠手机、高强度航空材料,甚至更富想象力的太空电梯等未来设备将在相关领域引发革命性突破,并带动价值数万亿美元的新兴产业链。

  目前,石墨烯原材料石墨的市场售价约为3000元/吨,而提炼成石墨烯后,石墨烯的市场售价高达100万元/吨。随着批量化生产和大尺寸难题逐步突破,石墨烯的产业化步伐正在加快,国内外相关机构的科研投入力度也在上升,市场关注度随之升温。

  中国发展迅速,基础与应用研究并行

  中国是目前石墨烯研究和应用开发最为活跃的国家之一。数据显示,在所有国家中,中国申请的石墨烯专利数量最多,已超过2200项,占全世界的1/3。2013年工信部发布的《新材料产业“十二五”发展规划》中的前沿新材料中就包含石墨烯。国家自然科学基金委资助了大量有关石墨烯的基础研究项目,国家科技重大专项、国家973计划也部署了一批重大项目。各级政府对石墨烯表现出极大的兴趣,已经初步形成了政府、科研机构、研发和应用企业协同创新的官产学研合作对接机制。2011年10月,江苏常州成立了江南石墨烯研究院,为国内首个基于石墨烯材料及应用的产业化基地。

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