“石墨烯的轟動,是因為它創(chuàng)造了諸多紀(jì)錄,石墨烯一系列神秘的特殊性讓人們對它的應(yīng)用充滿幻想?!泵嫌⑦@樣描述,石墨烯還是世上最薄、強(qiáng)度最高的材料,它只有0.34納米厚,二十萬層石墨烯疊加起來的厚度大概等于一根頭發(fā)絲的直徑。它比鉆石還堅硬,強(qiáng)度比世界上最好的鋼材還要高上100倍。該材料幾乎完全透光,透光率在97%以上,有望被用于制造新一代高性能電子學(xué)器件。
目前,該公司近四十人的團(tuán)隊正在致力于石墨烯下游產(chǎn)業(yè)鏈的開發(fā)及應(yīng)用,同時開發(fā)的產(chǎn)品有十幾種。據(jù)介紹,石墨烯在電子、航天、軍工、新能源、新材料等領(lǐng)域有著無比廣闊的應(yīng)用潛力:憑借石墨烯優(yōu)良的電學(xué)性能,它將是最具潛力取代硅制作超微型晶體管的新型材料,未來計算機(jī)的運(yùn)行速度有望提高10至100倍;其輕盈堅韌的特性,又是制作超輕防彈衣、超輕飛機(jī)材料的首選;利用納米技術(shù)還可以把石墨烯制成一種DNA感測器,用來探測DNA鏈的旋轉(zhuǎn)和位置結(jié)構(gòu),為基因組測序技術(shù)開辟一條新路徑;石墨烯還可以制成抗菌材料,在殺菌的同時不損傷細(xì)胞。
1克到500噸的突破
石墨片剝離出石墨烯微片,打敗產(chǎn)業(yè)化攔路虎
今年3月初首次到廣東與一家電池企業(yè)洽談合作,孟英僅憑一桶180克的石墨烯微片樣品,不費(fèi)吹灰之力就敲開了合作的大門??吹竭@桶樣品,廣東方面負(fù)責(zé)人當(dāng)時就“驚呆了”,沒等孟英開口介紹就主動要求開展合作。
“與實驗室以1克為計量單位相比,這一桶樣品無疑是天文數(shù)字,具備大規(guī)模生產(chǎn)能力是促成雙方合作的最重要因素?!泵嫌⒄J(rèn)為,“高質(zhì)量、低成本宏量生產(chǎn)工藝是當(dāng)前石墨烯實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化、進(jìn)入應(yīng)用領(lǐng)域的關(guān)鍵?!?
目前,建華實業(yè)集團(tuán)石墨烯年產(chǎn)量達(dá)到50萬克,年產(chǎn)100噸的石墨烯生產(chǎn)線也將于5月底投產(chǎn),各種性能在同行產(chǎn)品中名列前茅。同時,該公司二期年產(chǎn)500噸的生產(chǎn)線已完成了生產(chǎn)工藝設(shè)計工作,正在籌劃年底前在曹妃甸開工建設(shè)。
那么,石墨怎么才能變成石墨烯?“由于石墨片層與層之間作用力較弱,我們常見的石墨烯大部分都是由石墨片剝離而成?!泵嫌⒔榻B說,用膠帶黏出石墨烯的辦法顯然不適合工業(yè)化生產(chǎn)。目前業(yè)界主要有化學(xué)氣相沉積法、氧化還原法、熱解碳化硅法等石墨烯批量制備技術(shù),但全球只有少數(shù)幾家企業(yè)可以進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。
從2009年開始知道石墨烯至今,孟英一直在試圖找出已有制備技術(shù)不能量產(chǎn)的原因。經(jīng)過幾年研究,他的團(tuán)隊在氧化還原法的基礎(chǔ)上獨(dú)辟蹊徑,對已有制備技術(shù)進(jìn)行了變革,設(shè)計了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的生產(chǎn)工藝和裝備,使大規(guī)模生產(chǎn)成為現(xiàn)實。