沉寂的石墨烯:它究竟是蓄势待发的黑科技,还是资本盛宴的泡沫?

小怪兽游戏 2024-11-15 13:31:50

前言

石墨烯,之前曾被认为是新材料之王,当时一众学者都参与到对它的研究中去,因为它具有令人惊叹的高强度和出色的导电性。

但是近几年,与之前沸沸扬扬的关注比起来,现在关于它的消息竟如石沉大海一般。

石墨烯的兴盛起伏

上世纪40年代石墨烯就被发现了,但在2004年,才开始被科学家留意,当时是两位英国曼彻斯特大学的教授用简单的胶带撕出了单层石墨烯,这一看似“土法炼钢”的操作却开启了新材料的大门,也为他们赢得了2010年的诺贝尔物理学奖。

石墨烯独特的二维蜂窝状结构赋予了它一系列令人惊叹的特性:强度是钢的200倍,导电性超过银,导热性更是目前已知材料中最高的。

同时,它还轻薄透明,兼具柔韧性和稳定性,一时间,石墨烯被捧上神坛,“新材料之王”的称号应运而生。

从更轻薄、更强大的电子设备到续航更久、充电更快的电池,从更灵敏的传感器到更高效的复合材料,石墨烯仿佛无所不能,被寄予了颠覆多个行业的厚望。

甚至连新能源汽车领域也出现了石墨烯的身影,例如广汽埃安曾推出一款号称“充电八分钟,续航一千公里”的石墨烯电池汽车。

然而,好景不长,石墨烯的“神话”很快破灭,广汽埃安的宣传被指夸大其词,所谓的“石墨烯电池”只是在电池中添加了少量石墨烯,并非真正意义上的石墨烯电池。

这场风波让石墨烯的声誉遭受重创,也让消费者对石墨烯产生了质疑,加之石墨烯迟迟未能实现大规模商业化应用,人们对它的热情逐渐冷却,石墨烯似乎就这样“销声匿迹”了。

尽管商业化之路坎坷,但石墨烯的优异特性是毋庸置疑的,它在多个领域都展现出巨大的应用潜力。

凭借高导电性与导热性,石墨烯于电子领域大有用途,可用于打造小型且高效的电子元件。石墨烯可以有效降低电子器件的能耗和发热,提升设备的整体性能,石墨烯导热膜已经被广泛应用于手机等3C电子产品中,用于散热。

在能源领域,石墨烯被认为是下一代电池技术的关键材料,理论上,石墨烯可以显著提高电池的储电量、充电速度和循环寿命。

之前,韩国一家手机相关公司曾宣称研发出一种与石墨烯有关的电池,其容量比普通电池高,充电速度也更快。

在复合材料范畴,石墨烯能强化材料的强度、韧性与导电性,若添入黄铜,可使其导电性提升 10%至 20%,这对电器件节能减排意义重大。

于航空航天领域,石墨烯因轻质高强的特性,被选做为航天材料,若用其制造卫星散热片,能显著提升卫星的散热效率。

此外,石墨烯在传感器、纳米技术、海水淡化等领域也展现出广阔的应用前景,石墨烯膜可以用于海水淡化,其高强度和独特的结构可以有效去除海水中的盐分和微生物。

它的这些“超能力”并非虚构,而是基于其独特的物理和化学性质,然而,将这些“超能力”转化为实际应用,却并非易事。

石墨烯虽然拥有诸多“超能力”,但却迟迟未能实现大规模商业化应用,这其中,既有技术上的瓶颈,也有市场和成本的制约。

石墨烯制备成本颇高,当下,制备高品质石墨烯主要依靠化学气相沉积法,此方法需高温高压,能耗极高,还得用到部分有毒化学原料。

大规模生产石墨烯存在质量把控难题,石墨烯的纯度与一致性难以保障,这些致使其生产成本颇高,难以在与传统材料的竞争中占据优势。

此外石墨烯的应用技术尚未成熟,尽管石墨烯在理论上具有诸多优势,但在实际应用中,如何将石墨烯的优异特性充分发挥出来,仍然是一个巨大的挑战。

还有就是市场对石墨烯的预期过高,也导致了其商业化进程的受阻,在石墨烯概念兴起之初,许多企业纷纷跟风炒作,将石墨烯包装成无所不能的“神药”,这导致了市场对石墨烯的期望值过高。

而在石墨烯未能达到预期的效果后,市场便迅速冷却,投资者也失去了耐心,广汽埃安的“石墨烯电池”事件就是一个典型的例子。

这些因素共同作用,使得石墨烯的商业化之路步履维艰,石墨烯就像一个高处不胜寒的“王者”,虽然拥有强大的实力,但却难以在现实世界中找到合适的舞台。

虽面临诸多挑战,然而石墨烯的未来依旧光明,伴随技术持续发展及成本渐趋降低,其有望在更多领域达成商业化应用。

除传统的电子、能源及复合材料范畴外,石墨烯于生物医药、环保以及海水淡化等领域,同样彰显出巨大潜能。

石墨烯的“消失”并不意味着它的终结,而是一个新的开始,它像一个潜伏的巨人,正在积蓄力量,等待着合适的时机再次“现身”。

未来,石墨烯或许会成为我们生活中不可或缺的一部分,从电子设备到新能源汽车,从医疗器械到环保材料,石墨烯将以其独特的“超能力”改变我们的生活。

结语

其实这个曾经“昙花一现”的科技宠儿并没有消失在我们的生活中,它被应用在各个领域,而且融入在我们生活的方方面面。

不过,目前石墨烯还未被开发完全,我们应该静待科学家给予它无限可能!

信息来源

百度百科:石墨烯

凤凰科技网:《三星宣布石墨烯电池研发成功,充电速度比目前快 5 倍》【2017-11-27】

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