| 查看: 4380 | 回复: 15 | |||||||
devel0431388
|
[交流]
石墨烯时代来了？洗洗睡吧！ 已有14人参与
|
||||||
|
转载自：http://www.cailiaoren.com/article-2121-1.html 近日，华为总裁任正非在深圳接受中国媒体的采访时表示：“我认为这个时代将来最大的颠覆，是石墨烯时代颠覆硅时代”。再加上此前，国内媒体报道，国内石墨（石墨烯的原料被看做是石墨，其实工业生产中并非如此）有可能会在20年内采集殆尽。这一文一言，让原本就一直热炒不退的石墨烯概念再度爆发。那么，石墨烯时代是不是真的？或者说石墨烯时代已经来了？未必！ 石墨烯，一种碳原子组成的单层片状结构的材料，自2004年英国物理学家发现之后，开始占据全球科学热点，至今仍未有退烧的迹象（有数据统计，去年全球发表石墨烯的论文达到了1万篇）。据研究，石墨烯的性能极为优异，诸如最坚硬的纳米材料，电阻率极低，导热系数惊人……由此，科学家们戏称之为“材料之王”，为它描绘了美好的未来：超级电容器、透明电极、锂离子电池、传感器、功能涂料…… 那么，这个“材料之王”，容易制备吗？ 看起来不难。当年英国两位科学家是用机械剥离法，也就是把石墨两面粘上胶带，然后揭开，如此反复，得到了单层的碳原子结构的石墨烯。 方法很简单，需要的工具也很简单。问题在于成功率很低，需要剥离数百次，如果有一次用力过大，就会破坏样品。材料科研工作就是这样，做出一个好样品，得到好数据，然后发文章。但是这个好样品背后，却是数以百计、千计的坏样品，甚至能不能稳定的得到好样品，都是个问题。 不管怎样，这种方法实在是不适合工业生产。工业生产中主要使用化学气相沉积、化学氧化还原法……方法很多，但是迄今也没有找到能够大规模制备的方法。 而且，目前所使用的工艺经常使得碳原子破裂或撕裂，无法与实验室中完美比例的石墨烯相媲美。如果石墨烯存在缺陷的话，性能将会大大削减。例如完美的石墨烯在断裂前能够经受100吉帕的压力，大约相当于1000000倍的大气压。但有缺陷的石墨烯的断裂强度大约只有前者的十万分之一，性能相对就很普通了。 所以，制备真正具有优良性能的石墨烯，并不是件容易的事。 那市面上所充斥的石墨烯产品又是怎么来的？ 这涉及一个“大石墨烯”概念。“大石墨烯”可分为：石墨烯微片（Graphite）、氧化石墨烯（Graphene Oxide）、石墨烯（Graphene）。实际上，世界上承认的，获得诺贝尔奖的，是石墨烯。市面上所宣扬生产“石墨烯”的厂家，基本上在混淆这个概念，生产的都不是真正意义上的石墨烯。 欧盟前段时间启动了”石墨烯“旗舰项目，该项目时长10年，总投入为10亿欧元，成为了全球最大的材料科学研究项目。设想一下，如果以国内作坊式的工厂制备出了大规模的墨烯，欧洲人岂不得撞墙？ 还有，”材料之王“真的能颠覆吗？ 这也未必。 首先，我们并不需要“材料之王”。我们只需要在保证性能的前提下，成本最低的材料。每一种材料，都有自己的优缺点，有自己的适用范围。换句话说，合适的地方，使用合适的材料。工业应用中，到处都是这样的例子。 钛合金强度高密度小，机械性能好，韧性和抗腐蚀性能很好。那么，是不是钢铁材料的结构材料老大的地位会被钛合金取代呢？显然不会。一款钢架结构的自行车价格大约300元。而一款钛合金结构的自行车一般在4万。谁的销量更多，结果不言而喻。所以，钛合金被用在在需要考虑其性能的环境下，例如航天、航空、航海等领域。例如飞机每减重10%，燃油减少消耗4%。这时候，在部分地方使用钛合金减轻重量，无疑是更划算的。 材料人网前段时间发表的汽车轻量化材料文章中有介绍，使用全碳纤维车身和底盘的汽车，售价400万人民币。它注定只能成为富豪的玩物，而不会开进寻常百姓家。未来，主流汽车将仍然是以钢铁材料为主。 如果从性能和成本上来说，每种材料自有其价值和应用范围，不存在谁颠覆谁。我们常说硅时代取代铁器时代，但用来做刀剑、工具的仍然是钢不是硅。硅只是在一个全新的电子器件领域获得了巨大的成功。所以，即使将来石墨烯发挥了巨大的作用，恐怕也是在一个全新的，其他材料不可替代的领域发挥作用，而不是用来替代现有领域的其他材料。何况，石墨烯颠覆硅有着先天性的缺陷。数字电路的核心是要求要求是能够开关切换。半导体材料具有带隙，能够实现电路的开关。而石墨烯不具备这种性能。 当然，石墨烯的”优良性能“最终能不能化为器件，在某一领域改变人类生活，也是一个未知数。 数十年前，碳六十被发现时，也获得了像今天石墨烯这般追捧，被寄予了可以改变人类生活的”神器“。不但发现者于1996年获得诺贝尔化学奖，而且”21世纪是碳的时代“这种说法也始于此。然而，距碳六十被授予诺贝尔化学奖已经近二十年，至今仍看不多它”改变人类生活“的苗头，反而逐渐淡出人们的视线。碳家族中被追捧过的还有碳纳米管。因其柔韧性，可以拉伸并还原，碳纳米管被称作超级纤维，从问世至今也有20多年了，同样归于平静。 而石墨烯，会不会步它的前辈的后尘，或者被另外一种材料所”颠覆“，同样犹未可知！ |
回复此楼» 收录本帖的淘帖专辑推荐
 锂电收藏 | 精神食粮 | 电池相关 | 石墨烯电极 |
» 猜你喜欢
分子动力学模拟
已经有0人回复
-
材料模拟计算
已经有0人回复
-
冶金与矿业论文润色/翻译怎么收费?
已经有147人回复
-
上海大学生物有机电子材料及器件团队博士研究生招聘
已经有17人回复
-
材料模拟计算
已经有0人回复
-
中国科学院-材料计算小组寻求2026级研究生（包括调剂生/联合培养等）
已经有132人回复
-
哈尔滨理工大学2026年研究生调剂，材料科学与化学工程学院研究生调剂
已经有3人回复
-
武汉一本高校招收材料、化学、高分子、纺织、生物相关专业硕士生
已经有0人回复
-
天津高校航空材料先进制造技术与装备课题组拟接收调剂硕士研究生5-6名。
已经有0人回复
-
294 英二数二物化 求调剂
已经有6人回复
» 本主题相关商家推荐: (我也要在这里推广)
» 本主题相关价值贴推荐，对您同样有帮助:
- 2014年新著——石墨烯化学（英文版）
已经有46人回复
- 2014年新著——石墨烯：凝聚态物质和器件中的新范例（英文版）
已经有332人回复
- 如何来验证二氧化锰的催化作用
已经有6人回复
- 氧化石墨烯GO制备集锦
已经有842人回复
- 新鲜出炉-2013年国家自然基金（面上、青年、重点）关于石墨烯和碳纳米管的基金项目
已经有564人回复
- Nature Nanotechnology 最新综述：拉曼光谱研究石墨烯性能
已经有642人回复
- 3D石墨烯用于超级电容器的最新文献综述
已经有293人回复
- Chemical Reviews最新综述：类石墨烯二维材料
已经有44人回复
- Nanoscale最新石墨烯综述：半导体石墨烯-石墨烯向半金属、半导体的转变
已经有277人回复
- 诺奖得主诺沃肖洛夫在自然·光子学上发表的综述：石墨烯等离子体 Graphene plasmonics
已经有266人回复
- JMC最新综述：石墨的剥离方法---石墨烯的制备
已经有744人回复
- Nature最新研究进展：石墨烯-氮化硼平面异质结构用作原子层厚度的电路
已经有117人回复
- 石墨烯最新综述：石墨烯基光催化剂进展---现状和展望
已经有663人回复
- 各位做碳纳米管的朋友们，你们觉得这个方向怎么样？文章好发么
已经有28人回复
- 首款手机用石墨烯电容触摸屏研制成功
已经有52人回复
- 富勒烯的合成及用途
已经有3人回复
- 磷酸铁锂对石墨的电池 放电到2.5V时,是阴极电位降下去 还是阳极电位升起来?
已经有6人回复
- 石墨的纵向导电性
已经有5人回复
- 【分享】“神奇材料”石墨烯
已经有57人回复
- 【求助】黄土中夹有一层很硬的胶结了的沙砾石
已经有8人回复
yujiangzjut
金虫 (小有名气)
- 应助: 1 (幼儿园)
- 金币: 1037.6
- 散金: 388
- 红花: 20
- 帖子: 290
- 在线: 215.2小时
- 虫号: 2759341
- 注册: 2013-10-28
- 性别: GG
- 专业: 无机非金属基复合材料
10楼2016-04-04 15:18:55
 |
2楼2014-06-24 05:04:24
peterflyer 
木虫之王 (文学泰斗)
peterflyer
- 应助: 20282 (院士)
- 金币: 146142
- 红花: 1374
- 帖子: 93091
- 在线: 7694.3小时
- 虫号: 1482829
- 注册: 2011-11-08
- 性别: GG
- 专业: 功能陶瓷
3楼2014-06-24 18:20:24
4楼2014-06-26 08:31:09
5楼2014-06-26 14:54:15
xiaqm
铁杆木虫 (正式写手)
- 应助: 14 (小学生)
- 金币: 7855.9
- 散金: 3
- 红花: 5
- 帖子: 717
- 在线: 613.4小时
- 虫号: 441890
- 注册: 2007-10-27
- 性别: GG
- 专业: 高分子物理与高分子物理化
6楼2014-07-05 12:52:37
7楼2014-07-05 15:47:28
8楼2014-07-15 14:19:27
yifengpiaobo
铁虫 (小有名气)
- 应助: 11 (小学生)
- 金币: 93.7
- 帖子: 111
- 在线: 47.3小时
- 虫号: 2630528
- 注册: 2013-09-02
- 性别: GG
- 专业: 聚合物共混与复合材料
9楼2014-08-10 01:23:40
