中國粉體網(wǎng)訊  石墨烯是由碳原子緊密堆積而成的二維晶體，是目前已知的最薄也最堅(jiān)硬的納米材料，具有超薄、超輕、超柔韌、超高強(qiáng)度、超強(qiáng)導(dǎo)電性、優(yōu)異的導(dǎo)熱和透光性等特性，集透光性好、導(dǎo)熱系數(shù)高、電子遷移率高、電阻率低、機(jī)械強(qiáng)度高等多種優(yōu)異性能于一身，在電子學(xué)、光學(xué)、磁學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、催化、儲(chǔ)能和傳感器等諸多領(lǐng)域有著廣闊而巨大的應(yīng)用潛能,是主導(dǎo)未來高科技競(jìng)爭(zhēng)的超級(jí)材料，被稱為“黑金”、“新材料之王”。

日前，劉忠范院士做客中國經(jīng)濟(jì)大講堂，談材料之光：神奇的“新材料之王”石墨烯。

石墨烯是怎么制備出來的？

一般有兩種制備方法：自上而下的剝離方法、自下而上的合成方法。自上而下的剝離方法。自上而下的剝離方法一般這種撕都是用化學(xué)方法去撕。自下而上的合成方法，以比較典型的有氧化還原法舉例，制備一公斤的石墨烯，需要50公斤的濃硫酸、3公斤的高錳酸鉀和一噸的水。可以想象一下，大量制備石墨烯粉體的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生大量的廢水，這對(duì)環(huán)保是一個(gè)巨大的壓力。

石墨烯究竟多厚呢？

嚴(yán)格意義上講，只有一個(gè)原子層的石墨片，它才叫石墨烯。通常情況下，從工業(yè)上實(shí)際應(yīng)用來說，我們一般的共識(shí)是：10層以下的石墨片可以稱之為石墨烯。在那之后就是普通的石墨材料、石墨粉而已。

認(rèn)識(shí)誤區(qū)：有了石墨礦就可以做石墨烯。

石墨礦的確是可以產(chǎn)石墨烯的。但石墨礦是制備粉體石墨烯的一個(gè)技術(shù)選項(xiàng)，但絕不是唯一選項(xiàng)，不等于說有了石墨礦，就可以做石墨烯，因?yàn)檫@條路從質(zhì)量控制、環(huán)境保護(hù)和綜合成本上講，它未必是最好的路，未必是大家都愿意選擇的路。

石墨烯有沒有毒？

石墨烯它是非常穩(wěn)定的純碳材料，它是沒有化學(xué)的毒性。特殊情況下，石墨烯微片邊緣是非常鋒利的，可刺入細(xì)胞膜，這也是傳說的石墨烯殺菌原理。需要強(qiáng)調(diào)的是類似于石墨塵肺病，長期吸入粉體石墨烯也可能有塵肺病風(fēng)險(xiǎn)，須注意防護(hù)。

中國石墨烯產(chǎn)業(yè)“三大件”

我們國內(nèi)石墨烯產(chǎn)業(yè)，最熱的劉忠范院士稱為“三大件”。一個(gè)是石墨烯新能源電池，占了71%。另一個(gè)是石墨烯涂料，全國有幾百家企業(yè)在做石墨烯防腐涂料相關(guān)的事情。再有就是石墨烯大健康產(chǎn)品，占據(jù)7%左右。這三塊合計(jì)將近90%。這就是我們現(xiàn)在中國的石墨烯產(chǎn)業(yè)化的現(xiàn)狀。也是現(xiàn)在大家關(guān)注的能否實(shí)際應(yīng)用、賺到錢的地方。

目前石墨烯市場(chǎng)上的石墨烯材料靠譜嗎？

2018年，康斯坦丁▪諾沃肖洛夫同新加坡國立大學(xué)另一教授一起在《先進(jìn)材料》上發(fā)表了一篇文章，他們檢驗(yàn)了全世界60多家企業(yè)的粉體石墨烯材料，發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)企業(yè)提供的樣品中石墨烯不足10%。石墨烯是純碳材料，里面是100%的碳，但實(shí)際上，絕大多數(shù)測(cè)值不超過60%。也就是有40%多的連碳都不是。這就是現(xiàn)在的問題，在材料上面，還有很多需要努力的空間。

石墨烯產(chǎn)業(yè)處于一個(gè)什么樣的階段？

一般一個(gè)新技術(shù)、新材料，大家愿意用高德納的技術(shù)成熟度曲線來描述，它涉及到五個(gè)階段：技術(shù)萌芽期、期望頂峰、泡沫谷底期、爬坡期、穩(wěn)定應(yīng)用期。

石墨烯現(xiàn)在處于什么階段呢？實(shí)際上我們認(rèn)為還處于這樣一個(gè)階段：炒作的高峰漸漸過去了，市場(chǎng)也漸趨冷靜。現(xiàn)在盡管還有炒作的聲音，但實(shí)際上大家已經(jīng)漸趨冷靜了。現(xiàn)在還不能說它會(huì)進(jìn)入泡沫的谷底，但是需要有一段沉靜的時(shí)期，讓更多的人參與進(jìn)來，去發(fā)展這個(gè)產(chǎn)業(yè)。最后才有可能真正走到最后，走到真正的大規(guī)模的應(yīng)用，形成真正的石墨烯產(chǎn)業(yè)。

小結(jié)

石墨烯作為一種新材料，從發(fā)現(xiàn)到大規(guī)模應(yīng)用，是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，不可能一蹴而就，需要遵循“料 - 材 - 器 - 用”的規(guī)律和新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律，更需要扎扎實(shí)實(shí)的不懈努力和鍥而不舍的創(chuàng)新精神。劉忠范院士表示，石墨烯材料的現(xiàn)狀是理想很豐滿，現(xiàn)實(shí)很骨感。需要有耐心，需要堅(jiān)持，找到真正的殺手锏級(jí)的用途。

注：信息來源央視網(wǎng)《中國經(jīng)濟(jì)大講堂》

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/黑金）

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