石墨烯還具有超高的強度,碳原子間的強大作用力使其成為目前已知的力學(xué)強度最高的材料,并有可能作為添加劑廣泛應用于新型高強度復合材料之中。[散戶(hù)之友.收集整理]石墨烯良好的導電性及其對光的高透過(guò)性又讓它在透明導電薄膜的應用中獨具優(yōu)勢,而這類(lèi)薄膜在液晶顯示以及太陽(yáng)能電池等領(lǐng)域至關(guān)重要。另外,石墨烯在高靈敏度傳感器和高性能儲能器件方面也已經(jīng)展示出誘人的應用前景?梢哉f(shuō),石墨烯的出現不僅給科學(xué)家們提供了一個(gè)充滿(mǎn)魅力與無(wú)限可能的研究對象,更讓我們對其充滿(mǎn)了期待,也許在不久的將來(lái),石墨烯就會(huì )為我們搭建起更加便捷與美好的生活。
總之,石墨烯幾乎完全透明,卻極為致密,即使原子尺寸最小的氦氣也無(wú)法穿透。這些性狀可由量子物理學(xué)加以解釋。石墨烯與塑料混合,可望形成導體,用于輸送電子,同時(shí)具備更強的機械性能和耐熱性能。石墨烯與塑料復合,可以憑借韌性,創(chuàng )制“新型超強材料”,兼具超薄、超柔和超輕特性。在特定領(lǐng)域內,如電子行業(yè),石墨烯適合制作透明觸摸屏、透光板和太陽(yáng)能電池。如用于制造晶體管集成電路,石墨烯可望超越硅晶體,突破現有物理極限,使電腦運行速度更快、能耗降低。
●掘金萬(wàn)億石墨烯產(chǎn)業(yè)
石墨烯是一種由碳原子按照六邊形進(jìn)行排布并相互連接而成的碳分子,其結構非常穩定。石墨烯具有高導電性、高韌度、高強度等特點(diǎn),在電子、航天軍工、新能源、新材料等領(lǐng)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(gè)領(lǐng)域。
首先,石墨烯可替代晶硅應用在芯片領(lǐng)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(chǎng)容量至少在5000億元以上。
其次,石墨烯制成的鋰離子電池負極材料能夠大幅提高電池性能。全球每年負極材料的需求量在2.5萬(wàn)噸以上,并保持20%以上增長(cháng)。石墨烯作為負極材料應用在十分之一的鋰離子電池中,其需求量也在250噸以上。
再次,石墨烯制成的超級電容器,充電時(shí)間只需1毫秒。2010年全球超級電容市場(chǎng)規模在50億美元,并保持著(zhù)20%的增長(cháng)率,隨著(zhù)未來(lái)超級電容器的放量,石墨烯的應用空間巨大。
最后,石墨烯可以替代ITO作為導電材料制成顯示器件。預計2011年全球ITO導電玻璃的需求量在8500萬(wàn)-9500萬(wàn)片,石墨烯的替代空間巨大。
產(chǎn)業(yè)化尚需時(shí)間
盡管有著(zhù)巨大的市場(chǎng)空間,但石墨烯規;⿷托枨缶鶝](méi)有形成,在8-10年內無(wú)法形成產(chǎn)業(yè)化。
從供應上看,行業(yè)仍在量產(chǎn)摸索階段,目前主要的制備方法有微機械剝離法、外延生長(cháng)法、氧化石墨還原法和氣相沉積法;其中氧化石墨還原法由于制備成本相對較低,是目前主要制備方法。
目前國內還沒(méi)有能夠實(shí)現石墨批量化生產(chǎn)的企業(yè)或研究機構,多數企業(yè)只能小量生產(chǎn)石墨烯,所使用的生產(chǎn)技術(shù)多為氧化還原法,生產(chǎn)出的石墨烯溶液也存在很多技術(shù)上需要突破的問(wèn)題。
從需求上看,石墨烯沒(méi)有形成下游的應用和需求,目前最大的應用還是為各大科研院校的實(shí)驗使用,大規模產(chǎn)業(yè)應用尚需很長(cháng)的時(shí)間。
石墨烯的高強度、高導電性及傳熱性等特性能夠在航天軍工、鋰離子電池、超級電容器等多領(lǐng)域有潛在應用,但由于其成本過(guò)高,一直都處于研究階段。從目前的技術(shù)發(fā)展來(lái)看,最有可能實(shí)現工業(yè)化使用石墨烯的下游行業(yè)是復合材料領(lǐng)域和顯示技術(shù)領(lǐng)域。
將石墨烯添加到塑料、橡膠、涂料等基體中,可以大幅增強產(chǎn)品的性能,如強度、韌度、導電性及傳熱性等,在復合材料領(lǐng)域的應用也是目前石墨烯最大的產(chǎn)業(yè)化應用。
目前的顯示器件中應用最廣泛導體材料是氧化銦錫ITO材料,將石墨烯作為導體材料制成顯示器件,將增強器件的韌度,制成可以折疊的薄膜顯示器。業(yè)內也預計顯示技術(shù)領(lǐng)域的應用將是下一個(gè)能夠產(chǎn)業(yè)化應用的領(lǐng)域。
●A股涉及石墨碳素上市公司
1、力合股份(000532)
力合股份披露,其間接參股的無(wú)錫第六元素高科技發(fā)展有限公司石墨烯生產(chǎn)尚處于中試階段,沒(méi)有形成規;a(chǎn)能力,短期內不會(huì )對公司業(yè)績(jì)造成重大影響。
力合股份公告顯示,公司并沒(méi)有直接參與石墨烯生產(chǎn)業(yè)務(wù),其與無(wú)錫第六元素高科技發(fā)展有限公司之間的關(guān)系有三層:力合股份持有江蘇數字信息產(chǎn)業(yè)園20%股權,江蘇數字信息產(chǎn)業(yè)園持有無(wú)錫力合科技孵化器公司40%股權,而無(wú)錫力合科技孵化器公司最終持有無(wú)錫第六元素30%股權,經(jīng)過(guò)三層間接持股關(guān)系,力合股份才與石墨烯業(yè)務(wù)沾上邊。