在當(dāng)今的中國(guó)與世界，關(guān)于石墨烯可能引發(fā)的材料革命乃至新技術(shù)革命討論非常熱烈。最近，我到北京、上海、廣州、深圳、江蘇、浙江、黑龍江、山東、陜西和中科院、清華大學(xué)等地方和研究機(jī)構(gòu)對(duì)石墨烯進(jìn)行了調(diào)研。石墨烯具有非常大的發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用前景，我們必須統(tǒng)籌規(guī)劃，精心布局，緊緊抓住石墨烯研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化所帶來(lái)的重大發(fā)展機(jī)遇，努力掌握未來(lái)科技競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn)。
正在興起的石墨烯材料新時(shí)代
石墨烯的發(fā)現(xiàn)雖然僅10年左右，卻引發(fā)了席卷全球的一波又一波的研究開(kāi)發(fā)浪潮。石墨烯是一種由碳原子緊密堆積而成的二維晶體，具有神奇的電子傳輸、導(dǎo)電、導(dǎo)熱和機(jī)械等特征。2004年英國(guó)曼徹斯特大學(xué)的物理學(xué)家安德烈海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，在實(shí)驗(yàn)室成功地從石墨中剝離出了石墨烯，證明了石墨烯可以單獨(dú)存在，因此榮獲2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，從而掀起了石墨烯制備、改性和應(yīng)用的全球研究熱潮。將石墨烯用于超級(jí)電容器、透明電極、鋰離子電池、傳感器、功能涂料和聚合物納米復(fù)合材料等方面的應(yīng)用前景，開(kāi)辟了石墨烯材料的新時(shí)代。
正如有學(xué)者所言，19世紀(jì)是鐵器的時(shí)代，20世紀(jì)是硅的時(shí)代，21世紀(jì)是碳的時(shí)代。碳是自然界分布最普遍的元素之一，是構(gòu)成地球上一切生命體最重要的元素。碳材料的特性幾乎涵蓋地球上所有物質(zhì)的性質(zhì)。先進(jìn)碳材料具有新型結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的物理化學(xué)性能，是對(duì)未來(lái)發(fā)展具有重大和決定意義的新材料。
新材料產(chǎn)業(yè)作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)之一，也是未來(lái)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基石和先導(dǎo)，是我國(guó)成為世界制造業(yè)強(qiáng)國(guó)的重要基礎(chǔ)。石墨烯作為先進(jìn)碳材料，它是當(dāng)今發(fā)現(xiàn)的世界上最優(yōu)質(zhì)的材料。它有以下特點(diǎn)：最薄，0.35nm，被稱為現(xiàn)今世界最薄的材料；比表面積最大，2620m2/g；最硬，剛度優(yōu)于金剛石，是人類已知強(qiáng)度最高的物質(zhì)，比鋼鐵硬100倍；最抗拉，可彈性拉伸20%；熱導(dǎo)率最高，5300W/m.k；最高遷移率200,000cm2/v.s@300k；高透光性，透光率為97.7%/單層；高載流能力：電流密度比銅高6個(gè)數(shù)量級(jí)；最奇特的是，石墨烯是二維量子材料，線性能帶色散關(guān)系，載流子有效質(zhì)量為零，能在溫室下觀察到量子霍爾效應(yīng)；還具有室溫彈道輸運(yùn)特性。中國(guó)電池網(wǎng)：www.dlgct.cn，最具價(jià)值的電池行業(yè)垂直門(mén)戶。
石墨烯具有超薄、超輕、超高強(qiáng)度、超強(qiáng)導(dǎo)電性、優(yōu)異的室溫導(dǎo)熱和透光性，幾乎完全透明，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，應(yīng)用非常廣泛，發(fā)展前景巨大，是推動(dòng)戰(zhàn)略高技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵材料。
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