日前，從中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟(簡(jiǎn)稱聯(lián)盟)獲悉，為促進(jìn)石墨烯在軍工領(lǐng)域的推廣應(yīng)用，本周五(1月16日)聯(lián)盟將舉行軍工應(yīng)用委員會(huì)成立授牌儀式。
此外，同期還將在哈爾濱召開(kāi)“石墨烯軍工應(yīng)用技術(shù)研討會(huì)”。據(jù)聯(lián)盟透露，屆時(shí)總裝備部、國(guó)防科工局、各軍工集團(tuán)相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)、專家，以及石墨烯產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域?qū)＜遗c企業(yè)家、軍工及民口配套單位將出席。
此前，科學(xué)家曾使用金剛石探針檢測(cè)石墨烯的單層抵抗力，并得知石墨烯屬于世界上最強(qiáng)的材料。當(dāng)美國(guó)科學(xué)家用一種硅石球來(lái)射擊石墨烯，檢驗(yàn)它承受沖擊的能量時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)石墨烯層能在破碎之前迅速分散沖擊力，中斷通過(guò)材料的外展波。這種效應(yīng)的上限是聲音在材料中傳播的速度，在堅(jiān)硬輕質(zhì)的石墨烯中，聲速為22千米/秒，而在空氣中是332米/秒。因此以石墨烯層為基礎(chǔ)的復(fù)合材料及其他輕質(zhì)高強(qiáng)材料有望成為一種“很有前景的盔甲系統(tǒng)”。
由于石墨烯具有高導(dǎo)電性、高韌度、高強(qiáng)度、超大比表面積等特點(diǎn)，業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，石墨烯在航天軍工等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用；未來(lái)5至10年，全球石墨烯產(chǎn)業(yè)規(guī)模會(huì)超過(guò)1000億美元。相關(guān)概念股包括方大炭素、烯碳新材、中國(guó)寶安、金路集團(tuán)、中泰化學(xué)、華麗家族等。
產(chǎn)業(yè)化尚需時(shí)日 創(chuàng)新是法寶
盡管石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展近兩年全球矚目，但其應(yīng)用量較小，市場(chǎng)沒(méi)有形成對(duì)石墨烯的規(guī)模化需求，成為擋在發(fā)展前的“攔路虎”。產(chǎn)業(yè)化之路待發(fā)展已是業(yè)內(nèi)共識(shí)。華泰證券研報(bào)指出，石墨烯從2004年首次發(fā)現(xiàn)到獲得諾貝爾獎(jiǎng)只用了六年時(shí)間，從發(fā)現(xiàn)至今也僅短短10年而已，還處于產(chǎn)業(yè)化發(fā)展初期。
更大的阻力在于石墨烯的價(jià)格，盡管隨著技術(shù)和產(chǎn)能的進(jìn)步，和前幾年相比已經(jīng)有大幅下降。但1噸石墨烯材料的售價(jià)在100萬(wàn)元左右，價(jià)格仍然十分高昂。對(duì)此，瞿研表示，談及性價(jià)比，任何一個(gè)新材料去替代原有材料都非常困難。因?yàn)樵胁牧弦呀?jīng)優(yōu)化了幾十年，甚至上百年。石墨烯面世僅僅才10年時(shí)間，遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到最優(yōu)性價(jià)比。
目前外部環(huán)境，政策環(huán)境非常優(yōu)越。石墨烯產(chǎn)業(yè)的難度越大，機(jī)會(huì)也越多。具體到產(chǎn)業(yè)層面，石墨烯產(chǎn)業(yè)推崇創(chuàng)新，政府也會(huì)更多地參與到發(fā)展過(guò)程中，引導(dǎo)民營(yíng)企業(yè)、中小企業(yè)進(jìn)行創(chuàng)新。
市場(chǎng)規(guī)模或過(guò)萬(wàn)億 石墨烯不僅是諾獎(jiǎng)成果
事實(shí)上，雖然作為高新材料，但石墨烯早已為市場(chǎng)所熟悉。全世界最薄的材料，全世界強(qiáng)度最高的材料，全世界導(dǎo)熱性最好的材料……石墨烯頭頂?shù)谋姸喙猸h(huán)之中，恐怕以諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的成果最為閃耀。2010年，英國(guó)兩位科學(xué)家——安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫在實(shí)驗(yàn)室中成功地從石墨中分離出石墨烯，推翻了其之前無(wú)法單獨(dú)穩(wěn)定存的假設(shè)。
石墨烯由于優(yōu)越的特性，可用于電子、航天、新能源、生物醫(yī)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域而被市場(chǎng)認(rèn)為潛在規(guī)模至少在萬(wàn)億元以上。
史上最強(qiáng)材料 顛覆汽車商業(yè)格局
石墨烯作為史上最強(qiáng)材料，對(duì)新能源汽車動(dòng)力方面的影響更為深遠(yuǎn)。2014年12月初，西班牙Graphenano公司和西班牙科爾瓦多大學(xué)合作研發(fā)的石墨烯電池，一次充電時(shí)間只需8分鐘，可行駛1000公里。它被石墨烯研究者稱做“超級(jí)電池”。由于石墨烯導(dǎo)電速度快，導(dǎo)電性能好，大大縮短了充電時(shí)間。同時(shí)，石墨烯還能大幅增加動(dòng)力電池的容量。上述“超級(jí)電池”的參數(shù)顯示，其能量密度超過(guò)600wh/kg，是目前動(dòng)力鋰電池的5倍；使用壽命是目前鋰電池兩倍；成本將比目前鋰電池降低77%。
在隨著燃料電池的炙手可熱，石墨烯在燃料電池汽車方面的應(yīng)用讓人們看到新能源汽車的未來(lái)。近日，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)吳恒安教授、王奉超特任副研究員與安德烈-海姆教授課題組及荷蘭內(nèi)梅亨大學(xué)研究人員，在進(jìn)行石墨烯等類膜材料輸運(yùn)特性的研究時(shí)首次發(fā)現(xiàn)，石墨烯可以作為良好的“質(zhì)子傳導(dǎo)膜”。
“質(zhì)子傳導(dǎo)薄膜”是燃料電池技術(shù)的核心部分。現(xiàn)有的質(zhì)子薄膜上常存在燃料泄漏，降低了電池有效性，但質(zhì)子可以較為容易地“穿越”石墨烯等二維材料，而其他物質(zhì)則很難穿越，從而可以解決燃料滲透的問(wèn)題，增加電池的有效性。也有研究發(fā)現(xiàn)，石墨烯薄膜可用于提取大氣層中的氫，這意味著如果石墨烯與燃料電池相結(jié)合，可在增強(qiáng)燃料電池有效性的同時(shí)，更大限度地提取氫，從而為燃料電池技術(shù)帶來(lái)革命性的進(jìn)步。
“熱而不火” 產(chǎn)業(yè)化仍需“接地氣”
近年來(lái)盡管石墨烯在學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界均十分熱門，但其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程仍顯緩慢。究其原因，盡管優(yōu)良特性使石墨烯具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，且石墨烯概念股價(jià)格持續(xù)上升，但“石墨烯熱”更多體現(xiàn)在股票二級(jí)市場(chǎng)上，在實(shí)體經(jīng)濟(jì)中卻未量產(chǎn)。
首先，由于制備技術(shù)尚處于研發(fā)階段，導(dǎo)致目前石墨烯仍不具備量產(chǎn)的條件。其次，當(dāng)前石墨烯并未形成有效的市場(chǎng)成交量，絕大多數(shù)產(chǎn)品僅限于實(shí)驗(yàn)室階段。因此，要想早日實(shí)現(xiàn)石墨烯的產(chǎn)業(yè)化，我國(guó)政府需要加大科研力度，實(shí)現(xiàn)與下游產(chǎn)業(yè)的良性互動(dòng)。
