作為行業(yè)專家,研究了一輩子碳材料的沈萬(wàn)慈也覺(jué)得石墨烯火得有點(diǎn)過(guò)分了。從去年10月初兩位英國(guó)科學(xué)家因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)石墨烯而獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)后,石墨烯在中國(guó)成為熱點(diǎn)詞匯,各地科研院所爭(zhēng)相研究,企業(yè)爭(zhēng)相投資,連地方政府也考慮將其產(chǎn)業(yè)化。
沈萬(wàn)慈對(duì)記者表示,至少在十幾年內(nèi),石墨烯產(chǎn)業(yè)化基本無(wú)望,“石墨烯的應(yīng)用還面臨很多難題,今后很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)還會(huì)處在探索階段”。沈萬(wàn)慈是業(yè)內(nèi)公認(rèn)的碳材料專家、清華大學(xué)退休教授,他同時(shí)還是中國(guó)非金屬礦工業(yè)石墨協(xié)會(huì)專家委員會(huì)主任委員。
石墨烯:第二個(gè)碳60?
石墨烯今天所受到的追捧,和碳60在剛被發(fā)現(xiàn)時(shí)的情景相似。
兩者的發(fā)現(xiàn)者都獲得諾貝爾獎(jiǎng),不同的是石墨烯發(fā)現(xiàn)者去年被授予諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),而碳60發(fā)現(xiàn)者于1996年獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。
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(gè)碳原子組成,包括12個(gè)五邊形和20個(gè)六邊形組成,是立體的圓球形,看起來(lái)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(rèn)為可以改變?nèi)祟惿?。例如,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)碳60中摻以某些金屬后具有超導(dǎo)性,制作工藝比傳統(tǒng)的超導(dǎo)材料陶瓷要簡(jiǎn)單,質(zhì)地又十分堅(jiān)硬,碳60狀如圓球具有良好潤(rùn)滑性,可以做成納米軸承,還可以做成納米發(fā)電機(jī)。在醫(yī)療上甚至可用于防治艾滋病??傊摬牧媳徽J(rèn)為可以應(yīng)用在物理學(xué)、化學(xué)、材料學(xué)、電子學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)藥學(xué)各個(gè)領(lǐng)域,擁有巨大的潛在應(yīng)用前景。然而,科學(xué)家因?yàn)樘?0獲諾貝爾獎(jiǎng)至今已有15年,但還看不到碳60走出實(shí)驗(yàn)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(rèn)為在射頻晶體管、超靈敏傳感器、柔性透明導(dǎo)電薄膜、超強(qiáng)和高導(dǎo)復(fù)合材料、高性能鋰離子電池和超級(jí)電容器等方面有巨大的應(yīng)用潛力。有人估計(jì)石墨烯的市場(chǎng)價(jià)值達(dá)萬(wàn)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(bào)也一陣陣引發(fā)人們對(duì)石墨烯的期望。不過(guò)沈萬(wàn)慈教授提醒,這種實(shí)驗(yàn)只是在實(shí)驗(yàn)室理想狀態(tài)下得出,而且試驗(yàn)品的體積也非常之小。作為一種新材料,石墨烯應(yīng)用還有許多難題需要解決,有些瓶頸只有等研究到達(dá)一定程度時(shí)才會(huì)發(fā)現(xiàn)。
在新材料應(yīng)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(xué)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(jí)纖維。如今20年過(guò)去,也仍處于實(shí)驗(yàn)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(lái)??茖W(xué)家愿意在碳原子材料中投入熱情,是因?yàn)槟壳岸鄶?shù)化工材料的元素構(gòu)成也是碳,在這個(gè)領(lǐng)域容易出現(xiàn)新的應(yīng)用,有些產(chǎn)品如碳纖維等已經(jīng)開(kāi)始推廣使用。
對(duì)科學(xué)家而言,將一種新材料投入應(yīng)用當(dāng)然重要,但首先要能在實(shí)驗(yàn)室過(guò)關(guān),新材料應(yīng)用試驗(yàn),只是基于其基本性能提出應(yīng)用可能性,然后試制樣品以實(shí)驗(yàn)來(lái)證實(shí)這個(gè)可能性。即使試驗(yàn)成功,也僅僅是證實(shí)具有這種應(yīng)用的可能性而已,距離走出實(shí)驗(yàn)室還需要邁過(guò)很多門(mén)檻。
對(duì)實(shí)業(yè)界而言,及早進(jìn)行技術(shù)儲(chǔ)備沒(méi)有錯(cuò),但要打好做持久戰(zhàn)的準(zhǔn)備,對(duì)普通投資者而言,應(yīng)該保持清醒頭腦。