在一系列華麗概念炒作的背后,1月底歐盟宣布,將授予芬蘭手機巨頭諾基亞13.5億美元的經(jīng)費,由后者在未來10年用于開發(fā)一種名為石墨烯(Graphene)的材料。
“目前A股市場少有真正意義上的石墨烯,由于技術(shù)和成本的原因,除了觸摸屏等低端應(yīng)用外,石墨烯應(yīng)用不會在2013年前啟動?!?月25日,國內(nèi)一位石墨烯專家告訴記者。
“石墨烯”是目前世界上已發(fā)現(xiàn)的最薄、最堅硬的納米材料,而且結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定,柔韌性很好,同時也是目前已知導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性最出色的材料。
2004年,石墨烯被英國曼徹斯特大學(xué)的科學(xué)家安德烈·杰姆和克斯特亞·諾沃消洛夫發(fā)現(xiàn),并由此讓兩位科學(xué)家在2010年登頂諾貝爾物理獎。同時,由于石墨烯厚度僅僅為一個碳原子,為世界上已知的最薄材料。
該專家告訴記者,目前很多市場上炒作的石墨烯基本上是偽概念,或是存在于試驗室中的產(chǎn)品,尚不具備工業(yè)商用價值。
“這里有兩個概念:石墨烯和石墨資源無關(guān),工業(yè)化生產(chǎn)的石墨烯最主要的原料是富含碳的氣體,如甲烷氣體和乙炔氣體;石墨烯是納米材料,遠(yuǎn)比毛發(fā)輕,重量可以用毫克計算,用噸計算是滑天下之大稽。”該專家解釋,目前國內(nèi)工業(yè)化生產(chǎn)的石墨烯不超過兩家,其中一家在常州,一家在深圳,“石墨烯在全球的年產(chǎn)量不超過10克”。
石墨烯的偽概念
墨西科技所做的并不是真正意義上的石墨烯,而是石墨微片上述專家坦言,如果以“大石墨烯”概念來概括,可分為:石墨微片、氧化石墨烯、石墨烯,但是,“從國際前沿的研究來看,從歐盟支持研究的角度來看,真正意義上的石墨烯僅有后者一種”。
在A股上市公司中,華麗家族(600503)控股股東南江集團旗下有寧波墨西科技有限公司(下稱墨西科技)。墨西科技由南江集團投資1億元和中科院寧波材料所共同成立,并于2012年在寧波慈溪已啟動建設(shè)年產(chǎn)300噸的“石墨烯”生產(chǎn)線。
上述專家解釋,墨西科技所做的并不是真正意義上的石墨烯,而是石墨微片。“石墨微片是減薄后的石墨,厚度多在10層以上,橫向尺寸在微米級別,性質(zhì)仍為石墨,并無石墨烯的奇特特性”。
“貝特瑞生產(chǎn)的是氧化石墨烯,它是通過石墨間插層,再經(jīng)過剝離獲得最低至單層的氧化石墨烯。氧化石墨烯尺寸是微米級別,它是一種導(dǎo)電添加物,經(jīng)還原后有一部分石墨烯的功能?!痹搶<医忉專趸┖吞技{米管的應(yīng)用相似,但效果沒有碳納米管好,優(yōu)點在于成本較低、制備較為容易。
金路集團(000510)的被炒作亮點在于它與中科院金屬研究所合作進(jìn)行石墨烯產(chǎn)業(yè)化的研發(fā),主要方向是石墨烯基透明導(dǎo)電薄膜、三維網(wǎng)絡(luò)散熱材料和動力電池用電極材料三個方面。目前,年產(chǎn)1.5噸石墨烯的中試生產(chǎn)線于2012年11月中旬通過鑒定。
“中科院金屬研究所研制出的是7英寸的石墨烯,這是屬于研究用的;中科院金屬研究所另一石墨烯的研究是作鋰電池方面的應(yīng)用,但是在商業(yè)化應(yīng)用方面,3-4年內(nèi)不會有什么突破?!卑丛搶<依斫猓@個1.5噸石墨烯的中試生產(chǎn)線,生產(chǎn)的應(yīng)為氧化石墨烯。該論點未有中科院方面的官方回應(yīng)。
中航三鑫(002163)則受益于中航工業(yè)航材院的技術(shù)突破,后者宣布,掌握了襯底材料表面晶粒定向受控生長和化學(xué)氣相沉積(CVD)反應(yīng)氣體分壓配比等關(guān)鍵專利技術(shù),在銅箔表面制備出超過12英寸的石墨烯薄膜;更大尺寸的石墨烯薄膜制備技術(shù)也已突破。
上述專家表示,中航工業(yè)航材院12英寸的石墨烯薄膜是早已存在的技術(shù),“并不稀奇”。事實上,12英寸的石墨烯在設(shè)備上的花費不會超過30萬元,用實驗室普通CVD即可制出,“難點在于大尺度石墨烯薄膜制膜”。
石墨烯的真正面目
13.5億美元用于其未來10年的研究,“研究的方向應(yīng)該在3年內(nèi)都沒有效益的”。
資料顯示,石墨烯用途非常廣泛,在晶體管、觸摸屏、基因測序等領(lǐng)域,甚至可以應(yīng)用在飛機材料、防彈衣等高端產(chǎn)業(yè)上。
諾基亞研發(fā)中心主管詹妮·科維羅加(Jani Kivioja)表示:“就在我們討論石墨烯之際,我們已經(jīng)處在了一個臨界點,期待著石墨烯革命的到來。之前,人們考慮生產(chǎn)低成本鐵的方法,這帶來了工業(yè)革命。然后是硅,現(xiàn)在該是石墨烯了?!?/p>
作為石墨烯應(yīng)用的第一步,目前石墨烯在工業(yè)上的應(yīng)用主要在手機觸摸屏方面,即以替代現(xiàn)有的ITO靶材,而三星已于近期生產(chǎn)出相關(guān)樣品——使用石墨烯材料的手機可隨意彎曲、捶打,并具有更長的待機時間、更清晰的屏幕分辨率。
事實上,由于制備的困難,目前8平方英寸的石墨烯在市場上的售價為500美元,在業(yè)內(nèi)素有“黑黃金”之稱。實際上,石墨烯不但不黑,而且以97.3%的透光率在透明導(dǎo)電材料領(lǐng)域中傲視群雄。。
上述專家解釋,石墨烯由于是以單位原子為單位,故多以面積計算,如以重量算計,對角線30英寸可能就是0.1毫克左右,“以公斤或噸來計算的,都稱不上是石墨烯”。
“工業(yè)化的石墨烯,主要的原材料是99.999%的含碳高純度甲烷或者乙炔?!鄙鲜鰧<冶硎?,1,000元可以買十多公斤高純度甲烷,1克碳可以生產(chǎn)2,000多平方米石墨烯,原材料成本并不高,但難就難在技術(shù)突破方面。
該專家同時感慨,歐盟給諾基亞的13.5億美元用于其未來10年的研究,“研究的方向應(yīng)該在3年內(nèi)都沒有效益的”,而國內(nèi)目前基礎(chǔ)研究尚處薄弱,炒作風(fēng)氣卻已塵囂直上。