|石墨烯产业化,怎样走才对路

它是目前世界上已知最薄、最坚硬、导电性导热性最高的新型纳米材料;  
它是近年来耀眼的新材料之星 。   
摆出这两条 , 你一定猜到了 , 它 , 是石墨烯 。   
有关它的最新消息是 , 清华大学深圳国际研究生院助理教授苏阳与其合作者近日发现 , 用一种基于还原氧化石墨烯制备的石墨烯材料 , 可精准快速吸附电子垃圾中的金离子并还原为纯金颗粒 , 进而发展出一种基于石墨烯薄膜、适合规模化生产的连续金吸附方法 。 由于商用氧化石墨烯的成本远低于金价 , 该石墨烯材料具有大规模应用的经济可行性 , 为实现金资源可持续性发展和电子垃圾回收提供了新的解决方案 。   
其实 , 对于石墨烯的关注 , 无非是这些 , 它能为我们做什么?它真的无所不能吗?  
石墨烯是只有一个原子层厚度的单层石墨片 , 理论强度是钢的百倍 , 几乎完全透明 , 由于其独特的物理、化学性质 , 石墨烯可以想象的应用场景很多 , 但目前大部分仍处于研发阶段 , 比如电子信息、能源、功能性材料、生物医药、节能环保、航空航天领域等 。 与此同时 , 经过10多年的发展 , 科研人员已经发现了多种制作石墨烯的方法 , 并使其进入工业生产领域 。   
现在的问题是 , 石墨烯实现产业化 , 怎么走才对路?  
从一公斤到几公斤 , 没有高端装备怎么行  
“对于石墨烯的发展和产业化可谓见仁见智 。 ”中国科学院过程工程研究所王钰研究员说 , 尽管众说纷纭 , 但大家有一个普遍共识:对于石墨烯产业来说 , 制备决定未来 。   
王钰带领团队研发了一种高品质石墨烯制备方法 , 这是一种融合多物理场、多工艺环节耦合 , 将三维石墨块体剥离形成二维纳米材料的物理过程 。   
2012年 , 王钰团队耗时月余 , 为国内某知名汽车企业提供一公斤石墨烯粉体材料用于试验 。 为反复验证试验成果 , 该企业提出再做几公斤的想法 , 这需要用去整个团队一整年的时间 。 “新材料要面向工业发展 , 必须突破实验室里的‘瓶瓶罐罐’ , 开发与新材料相匹配的装备 。 ”王钰坦言 , 装备研制不是他们的强项 。   
“提高压力 , 反应容器就碎了 。 ”耗时两年、多学科专家合作研制的装备 , 败于关键零部件的材料缺陷 。 “材料与装备如鸟之双翼 , 缺一不可!”痛定思痛 , 王钰团队利用石墨烯开发出新的陶瓷材料 , 完成升级高压均质机的研制 , 可谓“以石墨烯之矛 , 攻石墨烯之盾”的经典案例 。 今年 , 在“科技支宁”东西部合作机制推动下 , 利用王钰团队的工艺和装备 , 宁夏某企业完成第三代高纯石墨烯生产线建设 , 年产量达20万吨 。   
“基础决定实力 , 工艺决定质量 , 装备决定胜负 。 ”中国科学院院士、北京石墨烯研究院院长刘忠范认为 , 装备是工艺的固化 , 先进的制备工艺需要新的装备来实现 , 自主研发装备也是保护知识产权的重要举措 。   
【|石墨烯产业化,怎样走才对路】石墨烯不是万金油  
石墨烯有“新材料之王”的美誉 , 也有“骗局”“坑王”的毁誉 , 其发展和应用多年来争议不断 。 那么 , 实际应用中它真如理论上所说无所不能吗?  
以石墨烯涂料为例 , 超薄石墨烯微片可以比传统玻璃鳞片(3~5微米)提供更好的物理屏蔽 , 延缓腐蚀介质的渗透 , 但比金属更稳定的高导电性石墨烯会加剧金属的电化学腐蚀 , 其提供的物理屏蔽效应只能满足短期防腐需求 。