石墨烯是由碳原子組成的只有一層原子層厚度的二維晶體，作為唯一的二維碳材料，結(jié)構(gòu)的特殊性也讓其在性能上呈現(xiàn)出其他碳材料所不具備的優(yōu)勢(shì)——強(qiáng)度高、韌性強(qiáng)、透光率高、重量輕、導(dǎo)電性佳、導(dǎo)熱性優(yōu)。
[看似簡(jiǎn)單的提取方式雖然可以獲得高品質(zhì)的石墨烯，但石墨烯的大小只能靠運(yùn)氣且很難實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，因?yàn)?毫米厚的石墨薄片就能剝離出300萬層石墨烯。除此之外還有氧化還原法、化學(xué)氣相沉積法、超聲剝離法等。]
[推至科研角度而言，中國(guó)在石墨烯研究處于世界領(lǐng)先位置。根據(jù)中華人民共和國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局、Wind數(shù)據(jù)庫(kù)資料，2015年中國(guó)專利申請(qǐng)數(shù)量達(dá)7925個(gè)，居全球第一。而從專利布局來看，企業(yè)和學(xué)?？傉急冗_(dá)80%以上，公司占比低于學(xué)校，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程提速有限。]
[目前，國(guó)內(nèi)能夠規(guī)模化量產(chǎn)的石墨烯公司只有少數(shù)幾家。記者查詢了各家官網(wǎng)公開資料，如常州第六元素材料科技股份有限公司2013年11月，一條年產(chǎn)100噸氧化石墨(烯)的自動(dòng)化生產(chǎn)線宣布投產(chǎn)，并預(yù)計(jì)2016年可年產(chǎn)1000噸粉體石墨烯，銷售收入超過6億元。]
作為21世紀(jì)最具顛覆性的新材料，自誕生之日起，石墨烯就成為科技界和資本界追逐的熱點(diǎn)，而其所承載的贊譽(yù)和爭(zhēng)議一樣多。
石墨烯是由碳原子組成的只有一層原子層厚度的二維晶體，作為唯一的二維碳材料，結(jié)構(gòu)的特殊性也讓其在性能上呈現(xiàn)出其他碳材料所不具備的優(yōu)勢(shì)——強(qiáng)度高、韌性強(qiáng)、透光率高、重量輕、導(dǎo)電性佳、導(dǎo)熱性優(yōu)。
制造之難
在中科院上海微系統(tǒng)所(下稱“中微所”)研究員丁古巧看來，獨(dú)特的結(jié)構(gòu)帶來的優(yōu)異性能從某種程度而言也成為石墨烯材料普及的制約因素。“從材料結(jié)構(gòu)而言，單個(gè)碳原子層組成的二維材料，沒辦法單獨(dú)使用，而石墨烯自身化學(xué)鍵飽和，又很難和其他材料復(fù)合。”丁古巧向《第一財(cái)經(jīng)日?qǐng)?bào)》介紹道。
丁古巧所在的課題組從2009年就開始進(jìn)行石墨烯材料的基礎(chǔ)科學(xué)研究，不斷追求更環(huán)保、更高質(zhì)量、規(guī)?；氖┎牧现苽浼夹g(shù)，在從通常使用的強(qiáng)氧化技術(shù)，逐漸發(fā)展到少使用或不使用強(qiáng)酸強(qiáng)氧化劑的機(jī)械剪切剝離技術(shù)。
這種剝離工藝和英國(guó)曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家安德烈˙海姆和康斯坦丁˙諾沃肖洛夫最初從石墨材料中分離出石墨烯的方法如出一轍，即利用每個(gè)原子層之間相對(duì)微弱的結(jié)合力，用透明膠帶粘住石墨片層的兩面，反復(fù)粘貼撕開，直到獲得只有一層原子厚度的石墨烯。
看似簡(jiǎn)單的提取方式雖然可以獲得高品質(zhì)的石墨烯，但石墨烯的大小只能靠運(yùn)氣且很難實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，因?yàn)?毫米厚的石墨薄片就能剝離出300萬層石墨烯。除此之外還有氧化還原法、化學(xué)氣相沉積法、超聲剝離法等。
