鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1008次 | 2020年02月12日
石墨烯能讓手機(jī)5秒充滿電,一次半個(gè)月?
出門前用5秒鐘給手機(jī)充滿電,一次充電可以使用半個(gè)月,這樣的技術(shù)在石墨烯的幫助下也許用不了多久就可以實(shí)現(xiàn)。
這個(gè)由一層或幾層碳原子構(gòu)成的六邊形二維晶體被譽(yù)為下一個(gè)材料領(lǐng)域的顛覆者,但很多人第一次聽聞它還是來(lái)自于華為創(chuàng)始人任正非的一次媒體采訪。任正非說,未來(lái)10~20年內(nèi)會(huì)爆發(fā)一場(chǎng)技術(shù)革命,這個(gè)時(shí)代將來(lái)最大的顛覆事件,是石墨烯時(shí)代取代硅時(shí)代。而在2014年華為年報(bào)中,華為在行業(yè)趨勢(shì)展望的環(huán)節(jié)再一次著重提及了石墨烯在材料領(lǐng)域的價(jià)值。
但石墨烯究竟是什么?華為為什么如此看好石墨烯材料?
任正非對(duì)此的解釋是,現(xiàn)在芯片有極限寬度,硅的極限是七納米,已經(jīng)臨近邊界,而石墨已經(jīng)開始觸及技術(shù)革命前沿。在某種意義上,石墨烯已經(jīng)具備了在多個(gè)領(lǐng)域的變革能力。
比如芯片領(lǐng)域。早在2011年,IBM沃森研究中心的科學(xué)家就在《Science》上發(fā)文宣布,他們成功研制出了首款由石墨烯圓片制成的集成電路,這一成果也被評(píng)為了2011年全球十大科學(xué)新聞之一,它標(biāo)志著石墨烯在計(jì)算機(jī)芯片上的應(yīng)用前進(jìn)了一大步。原因在于,由這類集成電路制成的芯片可以改進(jìn)手機(jī)和無(wú)線電收發(fā)機(jī)的信號(hào),或許可以使手機(jī)能在通常認(rèn)為無(wú)法接收信號(hào)的地方工作。
再比如電池領(lǐng)域。目前市場(chǎng)上,以特斯拉為代表的電動(dòng)車正不斷擴(kuò)大對(duì)鋰電池的需求,然而電動(dòng)車充電時(shí)間長(zhǎng)仍然是未能解決的難題,而在智能電子設(shè)備行業(yè),由于智能手機(jī)、相機(jī)、游戲機(jī)等領(lǐng)域也需要大量的鋰電池。在這種情況下,石墨烯可作為新型的鋰電池負(fù)極材料,解決續(xù)航能力的問題。科學(xué)家稱,石墨烯具有極高的比表面積,因此化學(xué)反應(yīng)速度和材料利用率更高,同時(shí)由于導(dǎo)電和導(dǎo)熱性比較好,石墨烯更有利于鋰離子的擴(kuò)散傳輸。
由于具有特殊的物理化學(xué)性質(zhì),石墨烯甚至可以在光伏、航天、特種、顯示器等傳統(tǒng)行業(yè)和新興行業(yè)的應(yīng)用中發(fā)揮作用。
但從歷史的角度來(lái)看石墨烯從其誕生至今也不過10年左右。2004年石墨烯的科學(xué)研究還處于萌芽階段,而到了2010年石墨烯發(fā)明者獲得了諾貝爾獎(jiǎng)之后,一切有關(guān)石墨烯的基礎(chǔ)科研工作才正式展開。談及行業(yè)顛覆,是否會(huì)快了些?
行業(yè)應(yīng)用的發(fā)展必須依托于石墨烯的量產(chǎn),但記者注意到,目前石墨烯的生產(chǎn)基本還處于實(shí)驗(yàn)用研究層面,并未大規(guī)模量產(chǎn)用于商業(yè)用途。
原因有兩方面,一方面在技術(shù)上尚未找到獲得大面積單晶石墨烯的工業(yè)合成法,另一方面在市場(chǎng)上石墨烯下游產(chǎn)業(yè)鏈尚未形成,目前還處于前期專利布局期,對(duì)石墨烯需求最大的也僅僅是各大科研院所和實(shí)驗(yàn)室,并沒有大量石墨烯投入產(chǎn)業(yè)化運(yùn)營(yíng)。
由于無(wú)法量產(chǎn),石墨烯制備成本也一直居高不下。此前石墨烯價(jià)格高達(dá)5000元/克,比黃金還貴10幾倍。那瓶貌不驚人的東西比黃金還貴,幾克石墨烯粉末就價(jià)值幾十萬(wàn)人民幣,我們坐飛機(jī)的時(shí)候都是分開幾個(gè)人進(jìn)行運(yùn)送,怕被安檢沒收。一名做石墨烯研究的創(chuàng)業(yè)公司曾經(jīng)如此形容。
而打破行業(yè)沉浸或許還需要看巨頭公司。在任正非看來(lái),在石墨烯時(shí)代,邊沿機(jī)會(huì)還是硅時(shí)代的領(lǐng)先公司。不可能完全憑空出來(lái)一個(gè)小公司,然后就領(lǐng)導(dǎo)了時(shí)代脈搏,而且石墨烯這個(gè)新技術(shù)在世界上的發(fā)展也不是小公司能做到的。任正非說。
不過這并不影響全球各地科研機(jī)構(gòu)對(duì)這項(xiàng)新材料的研究熱情。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),目前全球已有超過200個(gè)機(jī)構(gòu)和1000多名研究人員從事石墨烯技術(shù)的開發(fā)和研究,其中不乏三星、IBM等科技巨頭。而包括中國(guó)在內(nèi)的許多國(guó)家也在推動(dòng)石墨烯的產(chǎn)業(yè)化。日前,來(lái)自全國(guó)納米技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員的消息,石墨烯國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制定工作已經(jīng)啟動(dòng)。數(shù)據(jù)顯示,所有國(guó)家中,我國(guó)申請(qǐng)的石墨烯專利數(shù)量最多,已超過2200項(xiàng),占全世界的三分之一。
還有資本的熱情。相信石墨烯依然能夠成為今年資本市場(chǎng)上的熱門概念,但要注意的是,作為一個(gè)剛剛興起、遠(yuǎn)不成熟的行業(yè),石墨烯公司的生存在短期來(lái)看并不樂觀。
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