石墨烯出現(xiàn)在實驗室中是在2004年,當時,英國曼徹斯特大學的兩位科學家安德烈·杰姆和克斯特亞·諾沃塞洛夫發(fā)現(xiàn)他們能用一種非常簡單的方法得到越來越薄的石墨薄片。他們從石墨中剝離出石墨片,然后將薄片的兩面粘在一種特殊的膠帶上,撕開膠帶,就能把石墨片一分為二。不斷地這樣操作,于是薄片越來越薄,最后,他們得到了僅由一層碳原子構成的薄片,這就是石墨烯。這以后,制備石墨烯的新方法層出不窮,經(jīng)過5年的發(fā)展,人們發(fā)現(xiàn),將石墨烯帶入工業(yè)化生產(chǎn)的領域已為時不遠了。2100433B
1.可做“太空電梯”纜線
2.代替硅生產(chǎn)超級計算機
3.光子傳感器
4.液晶顯示材料
5.新一代太陽能電池
6.其它應用
國內(nèi)還沒有能夠?qū)崿F(xiàn)石墨批量化生產(chǎn)的企業(yè)或研究機構,多數(shù)企業(yè)只能小量生產(chǎn)石墨烯,所使用的生產(chǎn)技術多為氧化還原法,生產(chǎn)出的石墨烯溶液也存在很多技術上需要突破的問題。
從需求上看,石墨烯沒有形成下游的應用和需求,最大的應用還是為各大科研院校的實驗使用,大規(guī)模產(chǎn)業(yè)應用尚需很長的時間。
中國寶安是石墨烯的代表股。子公司貝特瑞公司在原有石墨技術的基礎上,開始了石墨烯的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化攻關。已完成石墨烯制備工藝的小試,正在進行中試,并已提交了該產(chǎn)品相關技術的發(fā)明專利申請一項。
中國寶安的惡劣影響:
2011年1月20日,中國寶安曾發(fā)布公告稱,公司的控股子公司深圳貝瑞特新能源材料股份有限公司,在原有石墨技術的基礎之上,已經(jīng)開始了石墨烯的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化攻關,稱“已經(jīng)完成石墨烯制備工藝的小試,正在進行中試,并且已經(jīng)提交了該產(chǎn)品相關技術的發(fā)明專利?!鄙钲谪愄厝鹱鳛閲鴥?nèi)最大的鋰離子電池負極材料生產(chǎn)商,在負極材料技術方面擁有較強的實力,公司的石墨烯已經(jīng)少量試產(chǎn),未來一旦運用到負極材料中,將提升其性能,對其主營業(yè)務也有極大的促進。
而6月15日中國寶安發(fā)布公告:“對于公眾因貝特瑞網(wǎng)站披露‘擁有石墨礦產(chǎn)資源’的信息而產(chǎn)生的誤解,本公司在此表示歉意”。
深圳證券交易所認為,中國寶安子公司貝特瑞網(wǎng)站上曾有“貝特瑞擁有近2.68億噸儲量、適合于鋰離子二次電池用的優(yōu)質(zhì)石墨礦產(chǎn)資源,可以確保原料供給穩(wěn)定、持續(xù)”的陳述,而中國寶安以公告形式披露公司沒有石墨礦。在是否擁有石墨礦的問題上,中國寶安表述和貝特瑞網(wǎng)站上的表述不一致。中國寶安沒有對子公司貝特瑞對外披露的信息進行有效管理和嚴格審查,造成公司股價異動,市場影響惡劣。
深圳證監(jiān)局認為,中國寶安在信息披露和投資者接待方面存在以下問題:其一,對子公司網(wǎng)站刊登信息把關不嚴;其二,接待投資者調(diào)研工作不規(guī)范;其三,未及時關注媒體對公司的報道。
為此,深交所對上市公司中國寶安提出通報批評,并對相關責任人中國寶安營運總裁賀德華、營運總裁兼董事會秘書婁兵分別給予通報批評的處分。
中國寶安在公告中稱:“這次持續(xù)幾個月被媒體輪番報道,成為市場關注的熱點,是本公司上市20年來第一次遇到?!?h3 class="title-text">石墨烯油墨方大炭素(600516)
方大炭素是世界第三大的炭素制品生產(chǎn)供應商,已經(jīng)具備了9000噸特種石墨的生產(chǎn)能力。作為國內(nèi)最大的炭素制品生產(chǎn)企業(yè),在產(chǎn)品研發(fā)和規(guī)模量產(chǎn)上都具有優(yōu)勢,特別是在特種石墨產(chǎn)品的研發(fā)上具有技術優(yōu)勢。公司是國內(nèi)最大的石墨電極生產(chǎn)企業(yè),產(chǎn)能近20萬噸,居亞洲第一,世界第三。
方大炭素在蘭州公司成立了國家碳素檢驗研究中心,石墨烯似乎也呼之欲出。此外,公司還將建成全球最大的特種石墨生產(chǎn)基地,針狀焦及超高功率石墨電極的綜合產(chǎn)能也將位居全球炭素企業(yè)首位。值得注意的是,方大炭素的產(chǎn)品廣泛應用于核能、航天等高科技領域。在核能領域,公司生產(chǎn)的反應堆用核石墨是核反應堆不可缺少的材料,被廣泛應用于核電站以及軍工領域。
天富熱電、豫金剛石以及炭黑概念股:龍星化工(002442)、雙龍股份(300108)、黑貓股份(002068)等。
石墨烯有很多多型號,每種型號的參數(shù)指標都不一樣,常見的有單層石墨烯,少層石墨烯,多層石墨烯。純度一般在95~99.5%.具體要看要求,價格在幾十元到幾百元每克,市面上很多用石墨烯氧化物當石墨烯賣的,那...
制造下一代超級計算機。石墨烯是目前已知導電性能最好的材料,這種特性尤其適合于高頻電路,石墨烯將是硅的替代品,可用來生產(chǎn)未來的超級計算機,使電腦運行速度更快、能耗降低。制造“太空電梯”的纜線??茖W家幻想...
石墨烯是碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結構的一種碳質(zhì)新材料,厚度僅為頭發(fā)的20萬分之一,是構建其它維數(shù)碳質(zhì)材料(如零維富勒烯、一維納米碳管、三維石墨)的基本單元,具有極好的結晶性及電學質(zhì)量。石墨烯...
經(jīng)過數(shù)年探索,國內(nèi)石墨烯技術終于有了突破性進展。2013年1月22日,中科院重慶研究院實驗室研發(fā)出國內(nèi)第一款15英寸的石墨烯觸摸屏。
石墨烯是一種由碳原子按照六邊形進行排布并相互連接而成的碳分子,其結構非常穩(wěn)定。石墨烯具有高導電性、高韌度、高強度、超大比表面積等特點,在電子、航天軍工、新能源、新材料等領域有廣泛應用。
石墨烯在電子行業(yè)的應用中研發(fā)的方向主要有四個領域,包括1、石墨烯可替代晶硅應用在將芯片領域,將芯片速度提高到THZ級別。全球每年半導體晶硅的需求量在2500噸左右,石墨烯如果替代十分之一的晶硅制成高端集成電路,市場容量至少在5000億元以上。
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最先近日,南開大學透露,該校科研團隊最先在全球范圍內(nèi)獲得一種特殊的石墨烯材料。這種被稱之為"光動石墨烯"的材料可以在包括太陽光在內(nèi)的各種光源照射下驅(qū)動飛行,"有光即動"創(chuàng)世界首次。南開大學化學學院教授陳永勝和物理學院教授田建國的聯(lián)合科研團隊通過3年的研究,獲得了一種特殊的石墨烯材料。該材料可在包括太陽光在內(nèi)的各種光源照射下驅(qū)動飛行,其獲得的驅(qū)動力是傳統(tǒng)光壓的千倍以上。
中國江南大學(Jiangnan University)與英國劍橋大學(University of Cambridge)劍橋石墨烯中心(Cambridge Graphene Centre;CGC)的研究人員合作,設計出一種以基于石墨烯的導電油墨生產(chǎn)導電棉織物的簡單方法。
這種簡單的工藝是由CGC研究人員Felice Torrisi及其研究團隊共同開發(fā)的,它是一種低成本、具有永續(xù)性且環(huán)保的導電棉織品制造方法,只需利用基于石墨烯的導電油墨浸漬導電棉紡織品即可實現(xiàn)。
此外,它還利用了Dr. Torrisi以可印刷石墨烯油墨配方實現(xiàn)柔性電子的研究成果。這項研究采用的是化學改質(zhì)的石墨烯薄片,使其較未改質(zhì)的石墨烯更能黏著于棉纖維上。
在石墨烯油墨沉積于織物上之后,再通過熱處理步驟改善改質(zhì)石墨烯的導電性。研究人員表示,化學改質(zhì)的石墨烯對于棉纖維的粘附性類似于棉紗保持著色染料的方式,使得棉織物可在經(jīng)過幾次洗滌后仍保持其導電性。
這種油墨能以低成本進行制造,而且在印刷或浸漬后仍棉織物仍保有其機械性能、透氣以及佩戴的舒適性。
導電石墨烯/棉織物的電子電子顯微鏡影像 (來源:Jiesheng Ren)
研究人員并設計了一種應變傳感器,以展示這種新式石墨烯油墨的耐用度——這是因為分散在織物內(nèi)的納米薄片網(wǎng)絡對于因振動引起的應力極其敏感。研究人員表示,這可作為可穿戴應變傳感器,通過這種石墨烯涂層的智能棉紡織品,能夠可靠地檢測高達500次周期,即使是在一般洗衣機中經(jīng)過十幾次的洗滌后亦然。
這項研究得到了歐洲研究委員會的Synergy Grant、中國國家自然科學基金會(National Natural Science Foundation of China)國際研究獎學金以及中國科學技術部(Ministry of Science and Technology of China)的贊助支持。
此外,該技術正由劍橋大學商業(yè)化部門Cambridge Enterprise進行商用化。
延伸閱讀:
石墨烯因其獨特的電學性能、力學性能、熱性能、光學性能和高比表面積,近年來受到化學、物理、材料、能源、環(huán)境等領域的極大重視,應用前景廣闊,被公認為21世紀的“未來材料”和“革命性材料”。具體在五個應用領域:一是儲能領域。石墨烯可用于制造超級電容器、超級鋰電池等。二是光電器件領域。石墨烯可用于制造太陽能電池、晶體管、電腦芯片、觸摸屏、電子紙等。三是材料領域。石墨烯可作為新的添加劑,用于制造新型涂料以及制作防靜電材料。四是生物醫(yī)藥領域。石墨烯良好的阻隔性能和生物相容性,可用于藥物載體、生物診斷、熒光成像、生物監(jiān)測等。五是散熱領域。石墨烯散熱薄膜可廣泛應用于超薄大功耗電子產(chǎn)品,比如當前全球熱銷的智能手機、IPAD?電腦、半導體照明和液晶電視等。?
中國科學院預計,到2024年前后,石墨烯器件有望替代互補金屬氧化物半導體(CMOS)器件,在納米電子器件、光電化學電池、超輕型飛機材料等研究領域得到應用。全球范圍內(nèi)僅電子行業(yè)每年需消耗大約2500噸半導體晶硅,純石墨烯的市場價格約為人民幣1000元/g?,其若能替代晶硅市場份額的10%,就可以獲得5000億元以上的經(jīng)濟利益;全球每年對負極材料的需求量在2.5萬噸以上,并保持了20%以上的增長,石墨烯若能作為負極材料獲得鋰離子電池市場份額的10%,就可以獲得2500噸的市場規(guī)模??梢姡┚哂袕V闊的應用空間和巨大的經(jīng)濟效益 。2100433B
2010年的諾貝爾物理學獎將石墨烯帶入了人們的視線。2004年英國曼徹斯特大學的安德烈·海姆教授和康斯坦丁·諾沃肖洛夫教授通過一種很簡單的方法從石墨薄片中剝離出了石墨烯,為此他們二人也榮獲2010年諾貝爾物理學獎。
石墨烯是一種二維晶體,由碳原子按照六邊形進行排布,相互連接,形成一個碳分子,其結構非常穩(wěn)定;隨著所連接的碳原子數(shù)量不斷增多,這個二維的碳分子平面不斷擴大,分子也不斷變大。單層石墨烯只有一個碳原子的厚度,即0.335納米,相當于一根頭發(fā)的20萬分之一的厚度,1毫米厚的石墨中將將近有150萬層左右的石墨烯。石墨烯是已知的最薄的一種材料,并且具有極高的比表面積、超強的導電性和強度等優(yōu)點。
堪稱超級的物理特性
石墨烯是已知的最薄的一種材料,單層的石墨烯只有一個碳原子的厚度,這種厚度的石墨烯擁有了許多石墨所不具備的特性。
導電性極強:石墨烯中的電子沒有質(zhì)量,電子的運動速度超過了在其他金屬單體或是半導體中的運動速度,能夠達到光速的1/300,正因如此,石墨烯擁有超強的導電性。
超高強度:石墨是礦物質(zhì)中最軟的,其莫氏硬度只有1-2級,但被分離成一個碳原子厚度的石墨烯后,性能則發(fā)生突變,其硬度將比莫氏硬度10級的金剛石還高,卻又擁有很好的韌性,且可以彎曲。(注釋:物理常識,硬度越高,材料越脆。例如玻璃,剛玉和鉆石,非常容易打碎。原文此處有誤,請留意。)
超大比表面積:由于石墨烯的厚度只有一個碳原子厚,即0.335納米,所以石墨烯擁有超大的比表面積,理想的單層石墨烯的比表面積能夠達到2630m2/g,而普通的活性炭的比表面積為1500m2/g,超大的比表面積使得石墨烯成為潛力巨大的儲能材料。
主要的制備方法有微機械剝離法、外延生長法、氧化石墨還原法和氣相沉積法;其中氧化石墨還原法優(yōu)于制備成本相對較低,是主要制備方法。
石墨烯良好的電導性能和透光性能,使它在透明電導電極方面有非常好的應用前景。觸摸屏、液晶顯示、有機光伏電池、有機發(fā)光二極管等等,都需要良好的透明電導電極材料。特別是,石墨烯的機械強度和柔韌性都比常用材料氧化銦錫優(yōu)良;氧化銦錫脆度較高,比較容易損毀。在溶液內(nèi)的石墨烯薄膜可以沉積于大面積區(qū)域。通過化學氣相沉積法,可以制成大面積、連續(xù)的、透明、高電導率的少層石墨烯薄膜,主要用于光伏器件的陽極,并得到高達1.71%能量轉(zhuǎn)換效率;與用氧化銦錫材料制成的元件相比,大約為其能量轉(zhuǎn)換效率的55.2%。作為新興產(chǎn)業(yè)。石墨烯未來前途一片光明。
石墨烯特殊的結構形態(tài),使其具備世界上最硬、最薄的特征,同時也具有很強的韌性、導電性和導熱性。這些及其特殊的特性使其擁有無比巨大的發(fā)展空間,未來可以應用于電子、航天、光學、儲能、生物醫(yī)藥、日常生活等大量領域。2100433B