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      魚目混珠真假難辨石墨烯遭遇資本亂戰(zhàn)

      2014年07月12日 23:1 5040次瀏覽 來源:   分類: 新技術(shù)   作者:

        身為江南石墨烯研究院項目部副部長的史小軍,最近陷入了無謂的疲憊和恐慌中,每隔幾天就要向前來推銷的石墨礦主解釋:“石墨烯和石墨關(guān)系不大,我們不需要石墨!”短短數(shù)月,已有近60家廠商向他兜售石墨。
        史小軍非常清楚,石墨烯與石墨不僅僅是一個“烯”的差別——10年前英國曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫,從石墨中用膠帶粘貼的方法最先分離出石墨烯,但目前能產(chǎn)業(yè)化的石墨烯主要是從甲烷、乙炔等含碳氣體中獲取,而不是石墨。
        “我們年產(chǎn)石墨10萬噸,保證價格比其他的便宜。”來自內(nèi)蒙古的石墨礦主提高了嗓門,拍著胸脯向史小軍保證,他以為史小軍說不需要石墨僅僅是談判謀略。
        “一年10噸我們都不用上,即使未來石墨烯大規(guī)模量產(chǎn)了,也用不了幾萬噸,”史小軍只得把自己的家底坦白了出來。
        石墨礦主對10噸的數(shù)字甚為驚訝,顯得有些手足無措,開始懷疑此前似乎有點盲從的自信。
        盲從的不僅僅是石墨礦主。華為創(chuàng)始人任正非6月16日接受媒體采訪時說的那句“石墨烯將顛覆硅時代”,更為持續(xù)熱炒的石墨烯概念投機者,又平添了一把火。
        石墨烯是一種由碳原子緊密排列成六邊型,呈蜂巢晶格的二維晶體,即石墨的單原子層薄片,厚度只有0.35個納米。但它頂著極強導(dǎo)電性、超高強度、高韌性、較高導(dǎo)熱性能等數(shù)層光環(huán),被譽為將在半導(dǎo)體、光伏、儲能、航天等領(lǐng)域帶來一次材料技術(shù)革命,市場潛在規(guī)模至少在萬億元以上。
        有著題材絕好的故事,石墨烯近半年來成為中國資本市場上的新寵兒,在投資者尚未弄清石墨烯與石墨、石墨烯粉到底是什么關(guān)系時,一場關(guān)于它的資本盛宴已經(jīng)豪華開啟。
        巨大誘惑:熱炒石墨烯
        去年初,歐盟委員會將石墨烯列為僅有的兩個“未來新興技術(shù)旗艦項目”之一,計劃提供10億歐元用于資助石墨烯材料研究的計劃。隨后,中國在石墨烯制備領(lǐng)域也取得了產(chǎn)業(yè)化的突破。
        2013年2月,中航工業(yè)航材院宣布,突破制備大尺寸、高質(zhì)量石墨烯薄膜的技術(shù)難題,在銅箔表面制備出超過12英寸的石墨烯薄膜。5月,國內(nèi)首條年產(chǎn)量達3萬平方米的石墨烯薄膜生產(chǎn)線在江蘇常州投產(chǎn)。同年11月,常州第六元素材料科技股份有限公司年產(chǎn)100噸氧化石墨(烯)、石墨烯粉體生產(chǎn)線投產(chǎn)。12月,寧波年產(chǎn)300噸規(guī)模的石墨烯粉體生產(chǎn)線正式落成投產(chǎn);同月,南江集團投資的1000萬片大面積單層石墨烯薄膜生產(chǎn)線正式啟動。
        巨大的潛在市場價值,以及有可能帶來的又一次技術(shù)革命,觸動了嗅覺靈敏的資本市場,五花八門的石墨烯概念和石墨烯可能應(yīng)用被熱炒。石墨烯晶體管、石墨烯海水淡化、石墨烯電池、甚至是石墨烯防彈背心等,無論是實驗室產(chǎn)品,還是理論愿景,只要和石墨烯沾邊,都被資本市場賦予現(xiàn)實價值。
        一系列有關(guān)石墨烯的股票出現(xiàn)數(shù)波上漲行情。“上周科學(xué)家發(fā)表一篇關(guān)于石墨烯離子篩性能的文章,本周資本市場就會聯(lián)想到海水淡化的市值,隨即相關(guān)股票暴漲。這完全是進行資本炒作的瘋狂節(jié)奏。”中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟副秘書長鐘財富說,對此他已經(jīng)有些坐立不安。
        然而,炒作還在繼續(xù)。一些企業(yè)在石墨烯概念上投上一部分資金,甚至不投資,只要產(chǎn)品和石墨烯掛上鉤,在市場炒作下,企業(yè)的市值就能大幅增長,從而占有更多資金或彌補實體業(yè)務(wù)不足。僅6月18日,石墨與石墨烯概念炒作,相關(guān)概念股吸金就高達近20億元。
        一字之差:謬以千里
        “人們能夠輕易從講故事中獲得財富,誰還會投資企業(yè)。”正在被石墨企業(yè)頻頻打攪的史小軍表示。資本對于石墨烯概念的炒作,不僅脫離了產(chǎn)業(yè)實際,甚至出現(xiàn)了偽科學(xué)傾向,尤其是“石墨烯的發(fā)展將依托于石墨資源”的說法更是讓業(yè)內(nèi)人士倍感荒誕。
        二維碳素科技公司總裁金虎說的更加明確:“石墨烯是一種功能型材料,對工藝、設(shè)備要求很高,對資源消耗很少。雖然石墨烯最早是從石墨中發(fā)現(xiàn)的,但是產(chǎn)業(yè)化制備石墨烯薄膜主要是以甲烷、乙炔等含碳氣體為原料,目前石墨烯薄膜生產(chǎn)與石墨半點關(guān)系也沒有。”
        而石墨烯粉體雖然由石墨生產(chǎn),但是對資源的耗費量很少。目前全球生產(chǎn)石墨烯所需的石墨僅僅1000-2000噸。即使未來石墨烯得到廣泛應(yīng)用,生產(chǎn)規(guī)模擴大100倍,一個普通年產(chǎn)10萬噸的石墨礦就足以滿足全世界用量。更關(guān)鍵的是,在石墨烯粉體的生產(chǎn)中,石墨所占成本不到1%,完全可以采用人工石墨替代。
        “資本市場將石墨烯的產(chǎn)業(yè)稀缺性和資源稀缺性進行混淆是完全的誤導(dǎo)。”金虎苦笑。
        除了石墨烯和石墨混淆外,針對石墨烯材料的誤解比比皆是。
        金虎介紹,目前石墨烯主要分兩種:單原子薄膜石墨烯以及石墨烯粉體。
        石墨烯的極強導(dǎo)電性、強度、透光性和導(dǎo)熱性等特性,只是單原子厚度石墨烯的微觀性能。當下偽石墨烯概念炒作,卻將石墨烯的微觀性能夸大為宏觀性能。
        “資本市場上長久以來流傳著一張保鮮膜厚的石墨烯能撐起一頭大象,以及石墨烯強度極高,是鋼鐵強度數(shù)百倍的說法。其實這都是在偷換概念,用石墨烯制造防彈衣、太空繩更是宣傳炒作。”瑞典查爾莫斯理工大學(xué)、歐洲石墨烯旗艦計劃牽頭大學(xué)教授孫捷對此苦笑,石墨烯所謂的高強度,是指在相同宏觀厚度假設(shè)條件下,通過簡單數(shù)學(xué)推算后得出的強度差異。
        石墨烯的厚度只有0.35納米,即使是1毫米厚的鋼板,也是石墨烯厚度的200多萬倍。即使考慮到石墨烯強度較高,也要幾千層石墨烯疊加在一起才相當于1毫米鋼板所能承受的力量。
        然而,石墨烯一旦疊加大約超過10層,就會喪失大多數(shù)獨有特性,重新變成石墨。因此,用石墨烯制造防彈衣、太空繩,這幾乎不可能實現(xiàn)。
        “對于石墨烯的導(dǎo)熱特性也存在同樣的偷換概念。”孫捷解釋。盡管石墨烯導(dǎo)熱系數(shù)是銅的十幾倍,但是石墨烯只有一個原子厚,這決定了石墨烯無法用于大型器件散熱,而更適合極微小器件散熱。
        此外,關(guān)于用石墨烯制作超級電纜的說法也存在誤導(dǎo)。石墨烯超高導(dǎo)電率的說法并不準確,其也是建立在假設(shè)基礎(chǔ)上的數(shù)字游戲。
        決定物體導(dǎo)電率的因素有兩個:電子運動的速度和自由運動電子的數(shù)量,導(dǎo)電率與兩者的乘積成正比。盡管石墨烯的電子運動速度是銅的600多倍,但是單原子層能攜帶的自由電子數(shù)量實在太少。電子在石墨烯上,就如同萬人長跑,卻只有一條跑道,人們跑再快,單位時間內(nèi)也跑不過去幾個人。
        孫捷介紹,由于石墨烯能承載的電流太小,導(dǎo)電率比相同面積的普通銅帶導(dǎo)線要差很多,并不適合制造普通電纜、導(dǎo)線。其電子遷移率高的優(yōu)勢,主要適用于微電路。
        “石墨烯作為半導(dǎo)體的替代材料也不要想象得過于樂觀。”孫捷表示,目前石墨烯半導(dǎo)體還處于理論假設(shè)和概念宣傳階段。石墨烯的特性更接近于導(dǎo)體,目前通過摻雜實現(xiàn)石墨烯的半導(dǎo)體在學(xué)術(shù)理論中還有不小的問題。而氧化石墨烯雖然能夠表現(xiàn)出半導(dǎo)體的特性,但性能差強人意。石墨烯成為硅半導(dǎo)體的替代材料,在20-30年內(nèi)難以實現(xiàn)。

      責任編輯:寧天

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