中國粉體網(wǎng)4月2日訊 石墨烯是一種由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料,，是一種由碳原子組成的六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜,，是只有一個碳原子厚度的二維材料,，使用其制作的手機電池充滿電只需5秒鐘,。
青島大學(xué)國家重點實驗室培育基地以高分子作為媒介,，采用物理剝離法,，已成功分離出石墨烯,。目前,，其分離制備即將進入實驗室的中試階段，屆時將能達(dá)到年產(chǎn)百公斤石墨烯的能力,。而一克優(yōu)質(zhì)石墨烯的價格為千余元,。
青島市科技局已經(jīng)立項攻關(guān)，項目經(jīng)費達(dá)300萬元,。中科院青島生物能源與過程研究所的崔光磊研究員帶領(lǐng)團隊,，正在進行將石墨烯應(yīng)用于鋰電池以及電容器上的研究，其中在鋰電池應(yīng)用方面已具備中試能力,。
前不久,，美國科學(xué)家研發(fā)出一種新型超級電容器，其充電速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通電池,，用其為一部蘋果手機充滿電僅僅需要5秒鐘,。制造這個電容器的基礎(chǔ)材料，是石墨烯,。
在新材料領(lǐng)域,，石墨烯受關(guān)注程度之火爆，讓人驚嘆。甚至諾貝爾獎評委會的反應(yīng)也超乎尋常2004年,，英國科學(xué)家成功地在實驗中從石墨中分離出石墨烯,，從而證實它可以單獨存在，僅6年之后,，他們就獲得了諾貝爾物理獎,。
作為全國石墨資源三大主要產(chǎn)地之一的青島，在這場新材料的研發(fā)與應(yīng)用中也不甘人后,，不管是石墨烯的分離制備技術(shù),，還是新材料的應(yīng)用，已經(jīng)處在了爆發(fā)的前夜,。
分離技術(shù)青島“出新”
一克上千元,，這就是優(yōu)質(zhì)石墨烯當(dāng)前的價格。
在青島大學(xué)國家重點實驗室培育基地的一間實驗室里,，青大泰山學(xué)者劉敬權(quán)教授指著一個裝有黑色溶液的瓶子告訴記者,，現(xiàn)在大家所用的石墨烯，大都是粉末形態(tài),，保存在溶液中,，“因為它們很容易聚附在一起�,！�
據(jù)記者了解,，現(xiàn)在國內(nèi)多地都上馬生產(chǎn)石墨烯的生產(chǎn)線。但劉敬權(quán)告訴記者,，目前這些生產(chǎn)線生產(chǎn)的基本都是“石墨微片”,，也就是多層石墨烯�,！巴昝赖氖�,，也就是單層結(jié)構(gòu)體，還沒有大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn),�,！�
目前,，石墨烯的分離制備方法有多種方式,。一般來說，較大規(guī)模的石墨烯制備都是采用氧化還原法,，“因為要用到強酸等強氧化劑,，對環(huán)境影響比較大，而且生產(chǎn)出的石墨烯片小,，會產(chǎn)生逆向聚集,。”劉敬權(quán)說,，這也就是為什么實驗室里的石墨烯要保存在溶液中,。
在如何有效分離出單層石墨烯并降低成本的道路上,，劉敬權(quán)和他的團隊已經(jīng)邁出了關(guān)鍵一步�,！爸Z貝爾獎得主分離石墨烯的方法是用膠帶一層層剝離,，這種方法顯然不能用于大規(guī)模生產(chǎn)�,！钡@種方法啟發(fā)了劉敬權(quán),，通過兩年的研究，他發(fā)明了新的方法,。
“氧化還原法剝離出來的石墨烯,，表面會破壞其結(jié)構(gòu)，而且容易集聚,。我們就是要研究如何避免這兩個問題的出現(xiàn),。”劉敬權(quán)的辦法,，是以高分子作為媒介,，采用物理剝離法，實驗室實驗已經(jīng)成功分離出石墨烯,，證明了這種方法的可行性,。
研究基本與世界同步
對于石墨烯的研發(fā)應(yīng)用，青島市科技局已經(jīng)立項攻關(guān),，項目經(jīng)費達(dá)300萬元,，包括從石墨烯的分離方法到實際應(yīng)用。
在中科院青島生物能源與過程研究所,，崔光磊研究員帶領(lǐng)的團隊,，正在進行將石墨烯應(yīng)用于鋰電池以及電容器上的研究。
崔光磊的助手逄淑平副研究員告訴記者,，“從鋰電池上的應(yīng)用來看,，用石墨烯取代炭黑，可以大大提升電池的充電效率,�,！卞淌缙奖硎荆瑢�(dǎo)電性好,，表面積大,，是石墨烯作為鋰電池新材料的最大優(yōu)勢。
逄淑平告訴記者,，由于石墨烯具有許多特性,，因此其產(chǎn)業(yè)前景非常廣闊，除了能充當(dāng)手機充電器、汽車鋰電池,，另外在電子,、航天軍工、生物,、新能源,、半導(dǎo)體等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用潛力，“石墨烯將徹底改變21世紀(jì),�,！痹谑┑摹罢Q生地”曼徹斯特大學(xué)，研究人士們這樣預(yù)言,。
國內(nèi)外對石墨烯的研究可謂風(fēng)起云涌,。比如寧波已開工年產(chǎn)300噸石墨烯的項目，重慶,、上海等地的科研機構(gòu)和企業(yè)也有許多相關(guān)的成果宣布,。目前全球有200多家公司涉及石墨烯的相關(guān)研究和開發(fā)，其中不乏IBM,、英特爾以及三星等科技巨頭,。
“中國在石墨烯的研究上，基本與世界保持同步,�,！眲⒕礄�(quán)說。根據(jù)英國科技策略機構(gòu)劍橋知識產(chǎn)權(quán)公司的最新數(shù)據(jù)顯示,，截至2012年年底前,，英國企業(yè)和院校的石墨烯相關(guān)專利共有54個，中國的相關(guān)專利數(shù)量是其40倍,，美國是其30倍,。過去幾年中，亞洲地區(qū)特別是韓國和中國的石墨烯專利活動顯著增加,。
“一兩年內(nèi),，這個產(chǎn)業(yè)將會爆發(fā)。現(xiàn)在是爆發(fā)的前夜,�,！奔词闺x最終的產(chǎn)業(yè)化還有相當(dāng)?shù)木嚯x，但劉敬權(quán)仍然認(rèn)定自己的判斷,。
一個全新產(chǎn)業(yè)即將誕生
石墨烯在青島的研發(fā),，也正在進入這樣一個前夜,。
在劉敬權(quán)辦公室旁邊的一間屋子里,，兩臺機器剛剛到位。劉敬權(quán)告訴記者，這是他們訂制的中試設(shè)備,，石墨烯的分離制備即將進入實驗室的中試階段,，“實驗室中試主要是調(diào)整配方和工藝，大約三個月的時間吧,，然后進入企業(yè)中試,。中試階段，我們就能達(dá)到年產(chǎn)百公斤石墨烯的能力,�,！眲⒕礄�(quán)對中試的成功沒有任何懷疑。
逄淑平表示,，從鋰電池的應(yīng)用研究上看,，他們現(xiàn)在已經(jīng)具備了中試能力。但在他看來,，要想真正地實現(xiàn)大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,，石墨烯的成本與處理工藝仍是困擾著科研人員與企業(yè)的兩大難題。
石墨烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展在青島有著得天獨厚的優(yōu)勢,。中國石墨在世界上儲量第一,、產(chǎn)量第一、銷量第一,、品種最全,。我國石墨礦產(chǎn)儲量為20億噸，占世界石墨礦石總儲量的72%,，產(chǎn)量占全球產(chǎn)量的80%,。作為全國石墨資源三大主要產(chǎn)地之一，青島市占全國石墨礦產(chǎn)儲量的22%,。
據(jù)記者從市科技局獲悉,，在石墨烯研發(fā)應(yīng)用的立項中，也包括了青島的相關(guān)企業(yè),�,！耙呀�(jīng)有企業(yè)認(rèn)識到了石墨烯作為新材料所具有的廣闊應(yīng)用前景，并愿意在這方面加大投入,�,！笔锌萍季窒嚓P(guān)負(fù)責(zé)人說。
有資源優(yōu)勢,，科研機構(gòu)和企業(yè)的結(jié)合,，一旦能突破關(guān)鍵技術(shù)，青島將迎來一個極具生命力的全新產(chǎn)業(yè),。
青島大學(xué)國家重點實驗室培育基地以高分子作為媒介,，采用物理剝離法,，已成功分離出石墨烯,。目前,，其分離制備即將進入實驗室的中試階段，屆時將能達(dá)到年產(chǎn)百公斤石墨烯的能力,。而一克優(yōu)質(zhì)石墨烯的價格為千余元,。
青島市科技局已經(jīng)立項攻關(guān)，項目經(jīng)費達(dá)300萬元,。中科院青島生物能源與過程研究所的崔光磊研究員帶領(lǐng)團隊,，正在進行將石墨烯應(yīng)用于鋰電池以及電容器上的研究，其中在鋰電池應(yīng)用方面已具備中試能力,。
前不久,，美國科學(xué)家研發(fā)出一種新型超級電容器，其充電速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通電池,，用其為一部蘋果手機充滿電僅僅需要5秒鐘,。制造這個電容器的基礎(chǔ)材料，是石墨烯,。
在新材料領(lǐng)域,，石墨烯受關(guān)注程度之火爆，讓人驚嘆。甚至諾貝爾獎評委會的反應(yīng)也超乎尋常2004年,，英國科學(xué)家成功地在實驗中從石墨中分離出石墨烯,，從而證實它可以單獨存在，僅6年之后,，他們就獲得了諾貝爾物理獎,。
作為全國石墨資源三大主要產(chǎn)地之一的青島，在這場新材料的研發(fā)與應(yīng)用中也不甘人后,，不管是石墨烯的分離制備技術(shù),，還是新材料的應(yīng)用，已經(jīng)處在了爆發(fā)的前夜,。
分離技術(shù)青島“出新”
一克上千元,，這就是優(yōu)質(zhì)石墨烯當(dāng)前的價格。
在青島大學(xué)國家重點實驗室培育基地的一間實驗室里,，青大泰山學(xué)者劉敬權(quán)教授指著一個裝有黑色溶液的瓶子告訴記者,，現(xiàn)在大家所用的石墨烯，大都是粉末形態(tài),，保存在溶液中,，“因為它們很容易聚附在一起�,！�
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在如何有效分離出單層石墨烯并降低成本的道路上,，劉敬權(quán)和他的團隊已經(jīng)邁出了關(guān)鍵一步�,！爸Z貝爾獎得主分離石墨烯的方法是用膠帶一層層剝離,，這種方法顯然不能用于大規(guī)模生產(chǎn)�,！钡@種方法啟發(fā)了劉敬權(quán),，通過兩年的研究，他發(fā)明了新的方法,。
“氧化還原法剝離出來的石墨烯,，表面會破壞其結(jié)構(gòu)，而且容易集聚,。我們就是要研究如何避免這兩個問題的出現(xiàn),。”劉敬權(quán)的辦法,，是以高分子作為媒介,，采用物理剝離法，實驗室實驗已經(jīng)成功分離出石墨烯,，證明了這種方法的可行性,。
研究基本與世界同步
對于石墨烯的研發(fā)應(yīng)用，青島市科技局已經(jīng)立項攻關(guān),，項目經(jīng)費達(dá)300萬元,，包括從石墨烯的分離方法到實際應(yīng)用。
在中科院青島生物能源與過程研究所,，崔光磊研究員帶領(lǐng)的團隊,，正在進行將石墨烯應(yīng)用于鋰電池以及電容器上的研究。
崔光磊的助手逄淑平副研究員告訴記者,，“從鋰電池上的應(yīng)用來看,，用石墨烯取代炭黑，可以大大提升電池的充電效率,�,！卞淌缙奖硎荆瑢�(dǎo)電性好,，表面積大,，是石墨烯作為鋰電池新材料的最大優(yōu)勢。
逄淑平告訴記者,，由于石墨烯具有許多特性,，因此其產(chǎn)業(yè)前景非常廣闊，除了能充當(dāng)手機充電器、汽車鋰電池,，另外在電子,、航天軍工、生物,、新能源,、半導(dǎo)體等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用潛力，“石墨烯將徹底改變21世紀(jì),�,！痹谑┑摹罢Q生地”曼徹斯特大學(xué)，研究人士們這樣預(yù)言,。
國內(nèi)外對石墨烯的研究可謂風(fēng)起云涌,。比如寧波已開工年產(chǎn)300噸石墨烯的項目，重慶,、上海等地的科研機構(gòu)和企業(yè)也有許多相關(guān)的成果宣布,。目前全球有200多家公司涉及石墨烯的相關(guān)研究和開發(fā)，其中不乏IBM,、英特爾以及三星等科技巨頭,。
“中國在石墨烯的研究上，基本與世界保持同步,�,！眲⒕礄�(quán)說。根據(jù)英國科技策略機構(gòu)劍橋知識產(chǎn)權(quán)公司的最新數(shù)據(jù)顯示,，截至2012年年底前,，英國企業(yè)和院校的石墨烯相關(guān)專利共有54個，中國的相關(guān)專利數(shù)量是其40倍,，美國是其30倍,。過去幾年中，亞洲地區(qū)特別是韓國和中國的石墨烯專利活動顯著增加,。
“一兩年內(nèi),，這個產(chǎn)業(yè)將會爆發(fā)。現(xiàn)在是爆發(fā)的前夜,�,！奔词闺x最終的產(chǎn)業(yè)化還有相當(dāng)?shù)木嚯x，但劉敬權(quán)仍然認(rèn)定自己的判斷,。
一個全新產(chǎn)業(yè)即將誕生
石墨烯在青島的研發(fā),，也正在進入這樣一個前夜,。
在劉敬權(quán)辦公室旁邊的一間屋子里,，兩臺機器剛剛到位。劉敬權(quán)告訴記者，這是他們訂制的中試設(shè)備,，石墨烯的分離制備即將進入實驗室的中試階段,，“實驗室中試主要是調(diào)整配方和工藝，大約三個月的時間吧,，然后進入企業(yè)中試,。中試階段，我們就能達(dá)到年產(chǎn)百公斤石墨烯的能力,�,！眲⒕礄�(quán)對中試的成功沒有任何懷疑。
逄淑平表示,，從鋰電池的應(yīng)用研究上看,，他們現(xiàn)在已經(jīng)具備了中試能力。但在他看來,，要想真正地實現(xiàn)大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,，石墨烯的成本與處理工藝仍是困擾著科研人員與企業(yè)的兩大難題。
石墨烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展在青島有著得天獨厚的優(yōu)勢,。中國石墨在世界上儲量第一,、產(chǎn)量第一、銷量第一,、品種最全,。我國石墨礦產(chǎn)儲量為20億噸，占世界石墨礦石總儲量的72%,，產(chǎn)量占全球產(chǎn)量的80%,。作為全國石墨資源三大主要產(chǎn)地之一，青島市占全國石墨礦產(chǎn)儲量的22%,。
據(jù)記者從市科技局獲悉,，在石墨烯研發(fā)應(yīng)用的立項中，也包括了青島的相關(guān)企業(yè),�,！耙呀�(jīng)有企業(yè)認(rèn)識到了石墨烯作為新材料所具有的廣闊應(yīng)用前景，并愿意在這方面加大投入,�,！笔锌萍季窒嚓P(guān)負(fù)責(zé)人說。
有資源優(yōu)勢,，科研機構(gòu)和企業(yè)的結(jié)合,，一旦能突破關(guān)鍵技術(shù)，青島將迎來一個極具生命力的全新產(chǎn)業(yè),。
