石墨烯應用取得新突破。IBM研究人員近日取得了一項里程碑式的技術(shù)突破,利用主流硅CMOS工藝制作了世界上首個多級石墨烯射頻接收器,進行了字母為“I-B-M”的文本信息收發(fā)測試。受此影響,昨日石墨烯概念逆勢走強,方大炭素、中鋼吉炭、樂通股份、中國寶安等概念股均有不俗表現(xiàn)。隨著在半導體產(chǎn)業(yè)、光伏產(chǎn)業(yè)、鋰離子電池、航天、軍工、新一代顯示器等領域應用的進一步擴大,石墨烯將推進新材料的發(fā)展。
未來新材料寵兒
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(jié)構(gòu)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。
石墨烯是目前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。
第一,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。
第二,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。中國電池網(wǎng)(微號:mybattery),最具價值的電池行業(yè)垂直門戶,www.gdsxkw.cn。
第三,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。
石墨是一種戰(zhàn)略資源,素有“黑金子”的美稱,不僅普遍應用于一般工業(yè)和消領域,還廣泛用于一些特殊的工業(yè)領域。我國石墨礦儲量占世界總儲量的75%,產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的72%,石墨是我國少有的幾種具有國際競爭優(yōu)勢的礦產(chǎn)之一。
我國石墨產(chǎn)業(yè)的低端化無序開發(fā)影響資源保護和產(chǎn)業(yè)升級,石墨產(chǎn)業(yè)的低出高進,折射出的是技術(shù)滯后,長期以來,國家對石墨資源的管理沒有納入一個規(guī)范化的渠道,主產(chǎn)區(qū)各自為政。隨著現(xiàn)代科技的迅猛發(fā)展和新材料、新能源產(chǎn)業(yè)的不斷推進,具有戰(zhàn)略意義的石墨產(chǎn)業(yè)正面臨整合發(fā)展的機遇。

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