作為行業(yè)專家,研究了一輩子碳材料的沈萬慈也覺得石墨烯火得有點過分了。從去年10月初兩位英國科學家因為發(fā)現(xiàn)石墨烯而獲得諾貝爾物理學獎后,石墨烯在中國成為熱點詞匯,各地科研院所爭相研究,企業(yè)爭相投資,連地方政府也考慮將其產(chǎn)業(yè)化。
沈萬慈對記者表示,至少在十幾年內(nèi),石墨烯產(chǎn)業(yè)化基本無望,“石墨烯的應用還面臨很多難題,今后很長時間內(nèi)還會處在探索階段”。沈萬慈是業(yè)內(nèi)公認的碳材料專家、清華大學退休教授,他同時還是中國非金屬礦工業(yè)石墨協(xié)會專家委員會主任委員。
石墨烯:第二個碳60?
石墨烯今天所受到的追捧,和碳60在剛被發(fā)現(xiàn)時的情景相似。
兩者的發(fā)現(xiàn)者都獲得諾貝爾獎,不同的是石墨烯發(fā)現(xiàn)者去年被授予諾貝爾物理學獎,而碳60發(fā)現(xiàn)者于1996年獲諾貝爾化學獎。
石墨烯是單層碳原子六角形平鋪而成,像一張紙,和石墨烯相比,碳60則顯得漂亮得多,其由60個碳原子組成,包括12個五邊形和20個六邊形組成,是立體的圓球形,看起來像是用火柴拼接的足球,因此又名足球烯。
碳60被寄予熱切的期望,認為可以改變?nèi)祟惿?。例如,科學家發(fā)現(xiàn)碳60中摻以某些金屬后具有超導性,制作工藝比傳統(tǒng)的超導材料陶瓷要簡單,質(zhì)地又十分堅硬,碳60狀如圓球具有良好潤滑性,可以做成納米軸承,還可以做成納米發(fā)電機。在醫(yī)療上甚至可用于防治艾滋病??傊摬牧媳徽J為可以應用在物理學、化學、材料學、電子學、生物學、醫(yī)藥學各個領(lǐng)域,擁有巨大的潛在應用前景。然而,科學家因為碳60獲諾貝爾獎至今已有15年,但還看不到碳60走出實驗室、走向大眾的苗頭。
如今,石墨烯似乎正在代替碳60享受追捧。石墨烯被認為在射頻晶體管、超靈敏傳感器、柔性透明導電薄膜、超強和高導復合材料、高性能鋰離子電池和超級電容器等方面有巨大的應用潛力。有人估計石墨烯的市場價值達萬億元。
從石墨烯芯片,再到1分鐘充電電池,頻傳的石墨烯捷報也一陣陣引發(fā)人們對石墨烯的期望。不過沈萬慈教授提醒,這種實驗只是在實驗室理想狀態(tài)下得出,而且試驗品的體積也非常之小。作為一種新材料,石墨烯應用還有許多難題需要解決,有些瓶頸只有等研究到達一定程度時才會發(fā)現(xiàn)。
在新材料應用領(lǐng)域,另一種有借鑒意義的是碳納米管,碳納米管也是一種飽受追捧的材料,1991年被日本科學家發(fā)現(xiàn),具有良好的柔韌性,可以拉伸并還原,被稱作超級纖維。如今20年過去,也仍處于實驗室階段。
上述三種材料,都是由碳原子不同排列組合衍生出來??茖W家愿意在碳原子材料中投入熱情,是因為目前多數(shù)化工材料的元素構(gòu)成也是碳,在這個領(lǐng)域容易出現(xiàn)新的應用,有些產(chǎn)品如碳纖維等已經(jīng)開始推廣使用。
對科學家而言,將一種新材料投入應用當然重要,但首先要能在實驗室過關(guān),新材料應用試驗,只是基于其基本性能提出應用可能性,然后試制樣品以實驗來證實這個可能性。即使試驗成功,也僅僅是證實具有這種應用的可能性而已,距離走出實驗室還需要邁過很多門檻。
對實業(yè)界而言,及早進行技術(shù)儲備沒有錯,但要打好做持久戰(zhàn)的準備,對普通投資者而言,應該保持清醒頭腦。