上周末,石墨烯圈里的人都在熱傳一個消息,石墨烯要上央視啦!2016年7月30日周日,央視財經頻道《對話》欄目播出了特別節目《石墨烯是傳奇還是傳說》。節目邀請了很多行業大咖就石墨烯烯的應用、市場前景、存在問題,到底有沒有前途等熱點問題展開了精彩的探討,下面和小編一起去看看吧!
“新材料之王”石墨烯,從首次成功分離,到被業界瘋狂追捧,只有短短十幾年的時間。 石墨烯是目前已發現的最輕、最薄、強度最大、導電性和導熱性最好的物質,厚度僅相當于人類頭發絲的十萬分之一,強度卻可以達到鋼鐵的200倍。它的出現刷新了人類對于物質世界和微觀世界的認識。
石墨烯的種種特質使它成為制造超級芯片、太陽能電池板、移動設備、航空航天設備、汽車蓄電池的原材料,并大大提高其性能。因此有人預言,石墨烯將替代石油,替代硅,以及目前普遍應用的很多材料。
本期《對話》就要對這個讓全世界都為之瘋狂的“黑金”——石墨烯一探究竟。
認識石墨烯——關于石墨烯的十萬個為什么
石墨烯是怎么被發現的?
2004年,英國曼徹斯特大學兩位科學家首次在實驗室,通過膠帶從石墨上分離出一層晶體物質,它就是今天被稱為神奇材料的石墨烯。發現石墨烯的兩位科學家,因此榮獲2010年諾貝爾物理學獎。
石墨烯真的很強大嗎?
是的。它幾近透明,卻異常柔韌,是目前人類發現的最薄、強度最大、導電導熱性能最強的材料。特斯拉創始人馬斯克預測,用石墨烯制作的電池,將使電動汽車續航里程達到800公里—1000公里,完全可以替代傳統汽車。更有人預言未來,用石墨烯做的手機,五秒鐘就可以充滿電,并可以連續使用半個月,這些瘋狂的預言和暢想也讓人們對于石墨烯充滿了無盡期待。
石墨烯到底值多少錢?
中國科學院院士中國石墨產業發展聯盟專家委員會成員 劉忠范:我覺得石墨烯不是黑金,石墨烯是黑鉆。
深圳石墨烯協會會長 馮冠平:但是從產業化的角度來說,這個價格太貴,我們中國要把石墨烯的產業搞上去,一定要把黃金的價格變成白菜的價格。石墨烯可以造汽車?
常州第六元素材料科技有限公司總經理 瞿研:石墨烯是一種二維材料,確實擁有很多優異的性能,但遺憾的是我們生活在一個三維的世界里,所以我們必須把這個二維材料怎么組裝成一個三維材料,才能用起來,目前純用石墨烯做汽車,恐怕還非常困難。
石墨烯會像煤炭石油一樣污染環境嗎?
深圳石墨烯協會會長 馮冠平:石墨烯本身并不會帶來污染,但不同的制備方法是會產生污染的。
應用了石墨烯的真實產品
石墨烯加熱服,美麗不“凍人” 有了石墨烯的取暖服,大家在冬季的時候,不用為笨重的衣服而煩惱了。衣服的背部和里邊加上石墨烯的發熱膜,可以溫暖12小時。
石墨烯加熱畫,瞬間取暖 一幅油畫,加了石墨烯發熱膜就變成一個取暖器,幾秒鐘之內表面溫度,就能達到69度。
石墨烯手套空手奪白刃:石墨烯的強度大,又輕薄柔韌,做成手套后,武俠小說里的空手奪白刃成為現實,讓警察叔叔面對歹徒有如神助。
石墨烯防彈衣:步槍的克星 石墨烯作為微量添加劑加防彈衣里,可以顯著地提高強度,原來是防手槍,現在可以防步槍了。
石墨烯充電寶:手機充電快如閃電? 石墨烯鋰離子基電池的充電寶,在十幾分鐘內,就可以完成充電。
劉忠范:石墨烯要做殺手锏而不是萬金油
中國科學院院士中國石墨產業發展聯盟專家委員會成員劉忠范:這幾個產品本身,的的確確能夠反映石墨烯的特性,但是請大家一定要明白,如果說石墨烯僅僅是現在這樣的用途,它不值得全世界去關注,所謂的戰略新型材料,它肯定不是僅僅如此。石墨烯現在搞成有點像萬金油,但是大家探索的是它是殺手锏,離開它不行,石墨烯能不能變成一個未來的控制性的產業,就像集成電路產業,我們需要找到一個東西,非它不可的東西,在這一點上,還需要大家真正去研究、研發。
石墨烯能替代硅嗎?石墨烯能替代石油嗎?石墨烯能制造處超級電池嗎?
2014年6月華為創始人任正非在一次媒體采訪時說:“未來10~20年內會爆發一場技術革命顛覆時代,石墨烯時代將取代硅時代。” 一向低調的任正非突然高調為石墨烯“代言”,說明華為早已準備押寶在這場新材料的競賽中。
果然,2015在習主席訪英期間,華為與英國曼徹斯特大學共同宣布將在石墨烯領域展開研究。曼徹斯特大學就是發現石墨烯的兩位英國科學家工作的地方。
由于石墨烯的研制成本非常高,被業內人士稱為“黑金”,所以石墨烯的玩家基本上還是一些科技巨頭,包括英特爾、三星、IBM等。現在華為也終于加入到這一陣營。
石墨烯對芯片性能的提升非常明顯,因為石墨烯良好的導熱性,其芯片主頻理論可以達到300GHz,遠遠高于硅芯片,而且在功耗方面也比硅芯片要好。如果華為在石墨烯的研發上有所斬獲,那么其手機處理器的競爭力將大幅提升。
1、石墨烯時代將在多遠的將來取代硅時代?華為能夠在這個劃時代的變革中走到哪里?真的能夠成為石墨烯時代的引領者嗎?
寧波江豐電子材料股份有限公司董事長 姚力軍:人類的生產資料在不斷變化,第一次生產資料主要是煤炭,第二次工業革命是鋼鐵,到了新型革命,生產資料就變成了芯片,硅是做芯片的最主要的基礎材料。你的二代身份證,你的手機,你的汽車,你的鑰匙里邊都會有很多很多的芯片,而硅就是芯片的載體材料。
現在任正非先生困惑的是什么呢?芯片現在接近瓶頸期了。芯片有一個摩爾定律,大概每兩三年,芯片的限寬,集成度會翻一番,人類經過了幾十年的進步,限寬走到一個極限了。現在這個時代,誰掌握了尖端科技,站在科技的高峰上,實際上那個人一定是握著硅的,一定是握著芯片的。在某種意義上來說,芯片是需要一次跨越性的大變革,而石墨烯是其中的一個選擇,路還很遙遠,是一個非常大的戰略性的高端產業。
常州第六元素材料科技有限公司董事長 瞿研:華為是令人尊敬的一個偉大的公司,我們國內現在面臨著一個很大的問題,公司普遍規模偏小,我們拿得出手的材料方面的企業是零。德國博世一年的研發經費是46億歐元,中國有多少企業,一年能夠投入46億歐元。當然華為是其中之一,華為已經進入了半導體領域,目前來看石墨烯是最有可能作為半導體材料的。當然這個需要大量的投入。
中國石墨烯產業技術創新戰略聯盟秘書長 李義春:任正非是一個成功的企業家,他把華為打造成國際知名企業,他這句話確實具有戰略性的。后來華為找到了我們,希望加入到我們的聯盟里面,并且還希望在聯盟里頭起重要作用,但是現在兩年過來了,我其實內心有些失望,現在華為希望的,就是有什么好的技術能用在我們這兒,我覺得這個是企業需求,但是我們對于華為的需求不是這樣的,我們是希望石墨烯有可能引發一些顛覆性技術的革命,華為作為中國這么有影響的,也算是一個科技創新的標桿性企業,應該整合一些國內外的團隊,搞一個黑科技出來,中國就沒有這樣的一個企業來完成這種價值。我覺得任正非先生說的,他是作為一個戰略家說的這個話,但是在華為的執行層來說是很實際的,又落到了傳統中國企業怎么能降低我們的成本,怎么能增加我們產品的競爭力,而不是體現科技給人類帶來改善的這種真正的創新。
中國科學院院士中國石墨產業發展聯盟專家委員會成員 劉忠范:人類文明發展至今,很多時代都是用材料作為標簽的,比如:石器時代、青銅時代、鐵器時代等,現在這個時代可以用硅時代來描述,因為硅材料是信息化的基礎,未來有沒有可能是石墨烯時代?這種可能性是有的,但肯定還非常遙遠。但是最重要的是,我們要有一些顛覆性的想法,像華為等等這些具有一定實力的企業,應該要有一個團隊,做一些前沿研究,做一些顛覆性的東西。
2、石墨烯能夠制造出超級電池嗎?
特斯拉CEO馬斯克曾經表示:有了石墨烯,傳統的能源汽車可以被取代了,未來裝了石墨烯電池的汽車,續航能力可以達到1000公里,那么,石墨烯能夠制造出超級電池嗎?
智沖科技有限公司CEO 丁銳:石墨烯現在非常火,但是我認為石墨烯電池要想取代傳統新能源汽車用的比如鋰電池,短時間能無法實現。石墨烯在快充、超級電容器等領域的性能是非常好的,是非常好的應用場景。
常州第六元素材料科技有限公司董事長瞿研:對于特斯拉CEO馬斯克提出的新能源汽車續航能力達到1000公里,這個設想是非常好的,但是要注意他們做的是一個系統工程。要想達到續航1000電的目標,不光是用石墨烯做電池的問題,也不是說在鋰電池負極或正極用到石墨烯做導電劑,也不是說做一個鋰電池的問題,車身重量減小了,續航里程同樣可以增加,所以,馬斯克說的是特斯拉非常擅長的做的系統工程,從方方面面去優化,最后做出一個完美的成果。
3、石墨烯能夠代替石油嗎?
中國科學院院士中國石墨產業發展聯盟專家委員會成員劉忠范:其實在這個問題上,大家大可不必杞人憂天。石墨烯和石油在功能上有根本的差別,他們干的活不一樣,石墨烯最重要的是要找到自己的應用之路,這是最重要的。
4、充電五秒鐘,使用半個月,這樣的石墨烯手機能實現嗎?
中國科學院院士中國石墨產業發展聯盟專家委員會成員劉忠范:不管是手機使用一個月,還是汽車跑1000公里,都需要一定的能量。大家都去加油站加過油,要想加油加的快,有個途徑,就是增大油箱的入口,手機充電也是同理,要想實現快充,就得增加充電的電流,在電壓一定的情況下,大家想想這是這么概念,所以,有時候大家把很多概念、說法混淆一起,其實很多都是違反基本科學原理的。