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田保中的博客

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田保中
苏州大学

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创建时间: 2010-03-03
最后更新时间: 2015-12-04
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日  志

石墨烯不是万能材料

作者:   分类:综合发展研究   Tags:石墨烯产业   浏览:2231次   回复:1次  
发表时间:2015-12-04 07:24:04

      今年以来,石墨烯研究和产业本来就受到了国内外极大关注,因为石墨烯在西方发达国家的应用研究取得了一些进展,主要是超级蓄电池方面,这是媒体报道。但是,也有零星研究报道,我国石墨烯产业存在很大问题,尽管据说我国有石墨烯企业将世界上原本为4000元每克的石墨烯生产成本做到了3元每克,依然可以达到3百万元一吨,但是相关产业应用没有跟上,没有下游应用,生产出再多的石墨烯也没有用,只能徒然浪费能源和资金。最近我国石墨烯概念又热了起来,这应该是习主席出访英国期间访问曼彻斯特大学和华为投资这所大学的石墨烯研究促成的,国务院三部委后来针对石墨烯发文又烧了一把火,这次发文给石墨烯产业指明了很多应用领域。

      针对目前我国石墨烯的研究和产业高烧,本人忍不住泼点冷水,因为石墨烯不是万能材料。

      本人认为,在未来短时间内,石墨烯可以看得见的应用主要在电池电极材料和有机无机材料的增韧导电方面。这两方面做起来比较容易,不过将氧化石墨烯或者石墨烯加到材料里面去而已,这不难,关键是成本,因为品质好(例如石墨烯层数在10层以下)的石墨烯还是挺贵的。如果只是将石墨氧化再稍作减少层数处理,是没有什么太大技术含量的,做到每克3元人民币,一点也不稀奇。

      石墨烯替代ITO用在平板显示上,目前可以做出来,关键是成本和可控性,目前还难以爆发。

      国内有人包括这次三部委的意见都认为,石墨烯可以做成电子器件和集成电路。用石墨烯做成二极管或者具有二极管特性的产品,这个国际上一些实验室在做,也做得出来,但还只是概念性的东西,还需要较长时间研究才能出一些结果才能判断是否可以替代硅二极管。用石墨烯做成大规模集成电路,这就太遥远了。碳和硅都是同一族元素,碳原子对电子的束缚比硅大很多,因此用碳或者石墨烯做集成电路与硅相比先天不足,而且在单层石墨烯中可控插入杂原子是非常难的。我们有理由认为,硅是上帝赐给人类的一件难得的礼物,碳是维持地球上生命必不可少的元素。本人对石墨烯成为集成电路基础材料持悲观态度。

      三部委最近针对石墨烯研究和产业发展的意见涉及很多方面,实际上国内还有将石墨烯用于生物材料的,让人难免感觉石墨烯是万能材料。最近几年我的同事中就有人将石墨烯放到生物材料中,希望这种生物材料具有某种特性。本人不看好这种研究,认为这种研究除了骗国家研究经费之外,不会有什么用处。如果石墨烯仅仅用于医疗检测仪器作为微型光电器件而不是进入人体,本人觉得是可以有价值的,如果用于植入或者接触人体的生物材料,本人觉得国家不应支持这种研究。石墨烯是一种很难分解就是2000度以上的高温也很难让其分解,如果纳米级石墨烯进入人体,势必会进入人体细胞器官,对人体健康会产生不利影响是完全可以预期的。

      石墨烯不稀奇,继英国人发现石墨烯之后的几十年里,世界上就出现过一波波的石墨烯研究热潮,日本人就曾经说过,锅底的碳灰中刮一刮就能分离出石墨烯。我们国家可以研究石墨烯,得抓住重点,而不是遍地开花,什么样的石墨烯研究都支持,石墨烯不是万能的,如果我们连用硅生产大规模集成电路的技术都没有研究掌握好(我们大陆目前只能买美国公司的内核设计CPU芯片然后交给台湾的台积电来生产),现在却想用石墨烯来替代硅材料搞什么集成电路方面的弯道超越,注定竹篮打水一场空。


[评论人:张人善] 评论时间:2015-12-06 12:37:45
国家支持研究是必要,否则,科学就无法发展。但要预防骗取科研经费。如将研究经费作为无息贷款先给单位或个人,完成了不但免去货款。还给予一定资金奖励。没完成,评议真正搞了研究,没有欺骗性,免去货款。如果不是前两方面,就必须还给国家。单位的单位还,个人的个人还,还不起,以后三年或三年以上,不得申报科研经费。