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解析:“材料之王”石墨烯會(huì)走富勒烯的老路?

作者: 時(shí)間:2016-10-24 來源:半導(dǎo)體行業(yè)觀察 收藏
編者按:富勒烯從問世以來,研究其合成,改性和應(yīng)用的論文汗牛充棟。到今天,以富勒烯為基礎(chǔ)的應(yīng)用成果在哪里?環(huán)顧四周,我們茫然不知,而現(xiàn)在石墨烯好像又在走這條老路。

  如果材料本身有意識(shí),所有的材料一定都嫉妒。這家伙紅得發(fā)紫,是當(dāng)下材料領(lǐng)域最耀眼的明星。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/201610/311745.htm

  細(xì)想下來,我在材料科學(xué)這個(gè)領(lǐng)域居然混了將近20年了。96年是國家863成果10周年成果展覽,想起當(dāng)時(shí)的盛況,恍如昨日。

  如果說那一年最耀眼的材料明星是誰,當(dāng)之無愧的是富勒烯。

  不知道是偶然還是必然,20年,人們對功能材料的最前沿的探索居然都集中在碳這個(gè)最常見的家伙身上。這2個(gè)家伙的境遇和經(jīng)歷有著驚人的相似。都是單質(zhì)碳的不同表現(xiàn)形式;都是諾獎(jiǎng)的成果;都是集萬千寵愛與一身。不同的是,富勒烯的結(jié)構(gòu)在自然界不存在,是人用高的能量制備出來的,成為碳在自然界的第三種存在形式;的結(jié)構(gòu)本來就有,只不過是將石墨的片層結(jié)構(gòu)進(jìn)一步分離到單層結(jié)構(gòu)而已。


解析:“材料之王”石墨烯會(huì)走富勒烯的老路?


  更加詭異的是,這2個(gè)東西居然都被人們寄予數(shù)不清的期望:儲(chǔ)能,超導(dǎo),光電,信息存儲(chǔ),從新能源到生物醫(yī)藥,其跨界之大簡直無出其右,似乎這個(gè)東西可以解決人類所有的問題。

  的今天,與富勒烯何其相似乃爾!

  目前最靠譜的似乎是在新型的電池中,更確切的說實(shí)在新型超級(jí)電容器中的應(yīng)用研究。但是,似乎人們或有意或無意的都回避了一個(gè)問題,石墨烯的批量制造問題。這個(gè)與納米材料的狀況很接近。石墨烯的很多特別性能都是建立在其單層結(jié)構(gòu)上。但是批量獲得一個(gè)原子厚度的石墨單層在未來的幾年我看不到希望。最終很可能走向這樣的結(jié)果:像當(dāng)年的納米材料一樣,我們對石墨烯的制造會(huì)漸漸淪為比較薄的石墨片狀結(jié)構(gòu),至于到底是單層還是幾十層或者更多,天知道!(納米材料的批量制造技術(shù)就是如此,我們很快就將納米材料的制造技術(shù)降低到如何將尺寸做到100納米下,至于納米材料最基本的要求,即對其微觀結(jié)構(gòu)的排列,誰去管他!)不得不承認(rèn),我們在對新興技術(shù)的庸俗化方面的本事的確不小。

  國內(nèi)的對新技術(shù)的理解和開發(fā),速度驚人。但是有時(shí)候一些問題不由得讓人擔(dān)心。

  江蘇已經(jīng)出現(xiàn)了一大批用石墨烯為名頭的企業(yè)。我都不知道在石墨烯的批量制造還沒有影子的情況下,他們拿什么去銷售。但是,人家就是有本事每年將石墨烯銷售了幾千萬甚至更多。據(jù)說主要用于LED的散熱。用腳趾頭也能想得到,他們的所謂的石墨烯其實(shí)就是石墨(這個(gè)東西本來即使片狀結(jié)構(gòu),本來就可以導(dǎo)熱和導(dǎo)電)。無非是利用一個(gè)噱頭增加銷售,獲得國家經(jīng)費(fèi)支持。這種做法對石墨烯的未來開發(fā)到底是好是壞,目前不得而知。好處是,企業(yè)用這種方法是石墨烯在市場推廣方面先混一個(gè)臉熟,真的技術(shù)突破了,大家只會(huì)驚喜大大的。也就是賺足了吆喝,造足了聲勢,降低了未來的市場接受難度。壞處就是怕一群混蛋攪渾了一池春水,壞了名聲。以后即使真的有了好的石墨烯技術(shù),在資本市場和產(chǎn)品市場也沒那么吸引眼球了。那樣的話,對那些辛辛苦苦從事石墨烯的開發(fā)的機(jī)構(gòu)來說,絕對是災(zāi)難。

  我暗自祈禱(盡管我不知道向誰祈禱,我不信任何神),石墨烯不要走了富勒烯的老路。

  批量制造單層石墨烯從09年開始就不是什么難題

  就是在銅箔基底上化學(xué)氣相沉積?,F(xiàn)在國內(nèi)賣化學(xué)氣相沉積做單層石墨烯的爐子的廠商都一堆了。而且買石墨烯做下游正經(jīng)的應(yīng)用肯定要做拉曼光譜表征,這是最基本的質(zhì)量控制,沒有人如你所說的這么傻。拉曼光譜很容易分辨石墨烯是單層還是多層,而且拉曼光譜儀早就被國內(nèi)廠商給白菜化了

  你怎么能用過時(shí)的錯(cuò)誤的信息來誤導(dǎo)不了解內(nèi)情的讀者

  批量制造單層石墨烯至今仍是難題

  雖然CVD以及各種變種CVD在單層石墨烯制備方面已經(jīng)取得了長足的進(jìn)步,最近已經(jīng)可以制造厘米級(jí)的單層石墨烯單晶。但是從工業(yè)制造或者商品化制造的角度來說,批量制造石墨烯仍然存在巨大的困難。

  困難1:

  高品質(zhì)單層石墨烯的制備規(guī)模,受限于CVD設(shè)備的腔體尺寸?,F(xiàn)有CVD方法還不能實(shí)現(xiàn)單層石墨烯的連續(xù)制備。雖然日本人展示過所謂的長達(dá)100米的石墨烯,但是材料表面破洞很多,完全不堪使用。CVD石墨烯的連續(xù)制備技術(shù)以及產(chǎn)品良率問題,目前都還沒有解決好。

  困難2:

  高質(zhì)量的石墨烯轉(zhuǎn)移方法,常用的濕法刻蝕轉(zhuǎn)移,往往帶來褶皺、雜質(zhì)、破損等問題,難以實(shí)現(xiàn)大批量的轉(zhuǎn)移;多年前韓國人搞的輥對輥技術(shù),根據(jù)國內(nèi)一些廠商的實(shí)踐表明,存在很多細(xì)微但是難以解決的問題,也不堪使用。

  困難3:

  困難1和困難2的結(jié)合,即實(shí)現(xiàn)CVD石墨烯的連續(xù)化制備和轉(zhuǎn)移,兩者匹配對接,形成自動(dòng)化的生產(chǎn)技術(shù),這在前兩個(gè)困難沒有解決的情況下是沒有啥出路的。

  困難4:

  即使解決了上述三個(gè)困難,石墨烯面對現(xiàn)有的一些技術(shù)并不存在多少優(yōu)勢,比如ITO,比如碳納米管膜,比如納米銀線。石墨烯面臨強(qiáng)勁的競爭對手,能否勝出還很難說。

  困難5:

  即使石墨烯連困難4也解決了,還有個(gè)商業(yè)角度的困難:為了干掉ITO,石墨烯售價(jià)必然不能高,于是乎產(chǎn)品的附加值太低,利潤率太低。

  困難6:

  有些人借著石墨烯的名頭渾水摸魚、掛羊頭賣狗肉,敗壞行業(yè)的聲譽(yù),摧殘行業(yè)的長遠(yuǎn)前景,令人憂慮。從兄臺(tái)的帖子來看,想必平時(shí)也看了些這方面的資料。殊不知石墨烯有關(guān)的新聞和會(huì)展,炒作風(fēng)氣過甚,不少已經(jīng)淪為資本運(yùn)作和股市操作所需的故事了。

  有此六難,樓主的說法其實(shí)并不為過。他的擔(dān)心在很多真正關(guān)心在意石墨烯發(fā)展的人的心里,也都有類似的擔(dān)心。尤其是困難6,令人無奈。


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