身為江南石墨烯研究院項(xiàng)目部副部長的史小軍，最近陷入了無謂的疲憊和恐慌中，每隔幾天就要向前來推銷的石墨礦主解釋：“石墨烯和石墨關(guān)系不大，我們不需要石墨！”短短數(shù)月，已有近60家廠商向他兜售石墨。
史小軍非常清楚，石墨烯與石墨不僅僅是一個“烯”的差別——10年前英國曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，從石墨中用膠帶粘貼的方法最先分離出石墨烯，但目前能產(chǎn)業(yè)化的石墨烯主要是從甲烷、乙炔等含碳?xì)怏w中獲取，而不是石墨。
“我們年產(chǎn)石墨10萬噸，保證價格比其他的便宜。”來自內(nèi)蒙古的石墨礦主提高了嗓門，拍著胸脯向史小軍保證，他以為史小軍說不需要石墨僅僅是談判謀略。
“一年10噸我們都不用上，即使未來石墨烯大規(guī)模量產(chǎn)了，也用不了幾萬噸，”史小軍只得把自己的家底坦白了出來。
石墨礦主對10噸的數(shù)字甚為驚訝，顯得有些手足無措，開始懷疑此前似乎有點(diǎn)盲從的自信。
盲從的不僅僅是石墨礦主。華為創(chuàng)始人任正非6月16日接受媒體采訪時說的那句“石墨烯將顛覆硅時代”，更為持續(xù)熱炒的石墨烯概念投機(jī)者，又平添了一把火。
石墨烯是一種由碳原子緊密排列成六邊型，呈蜂巢晶格的二維晶體，即石墨的單原子層薄片，厚度只有0.35個納米。但它頂著極強(qiáng)導(dǎo)電性、超高強(qiáng)度、高韌性、較高導(dǎo)熱性能等數(shù)層光環(huán)，被譽(yù)為將在半導(dǎo)體、光伏、儲能、航天等領(lǐng)域帶來一次材料技術(shù)革命，市場潛在規(guī)模至少在萬億元以上。
有著題材絕好的故事，石墨烯近半年來成為中國資本市場上的新寵兒，在投資者尚未弄清石墨烯與石墨、石墨烯粉到底是什么關(guān)系時，一場關(guān)于它的資本盛宴已經(jīng)豪華開啟。
巨大誘惑：熱炒石墨烯
去年初，歐盟委員會將石墨烯列為僅有的兩個“未來新興技術(shù)旗艦項(xiàng)目”之一，計(jì)劃提供10億歐元用于資助石墨烯材料研究的計(jì)劃。隨后，中國在石墨烯制備領(lǐng)域也取得了產(chǎn)業(yè)化的突破。
2013年2月，中航工業(yè)航材院宣布，突破制備大尺寸、高質(zhì)量石墨烯薄膜的技術(shù)難題，在銅箔表面制備出超過12英寸的石墨烯薄膜。5月，國內(nèi)首條年產(chǎn)量達(dá)3萬平方米的石墨烯薄膜生產(chǎn)線在江蘇常州投產(chǎn)。同年11月，常州第六元素材料科技股份有限公司年產(chǎn)100噸氧化石墨（烯）、石墨烯粉體生產(chǎn)線投產(chǎn)。12月，寧波年產(chǎn)300噸規(guī)模的石墨烯粉體生產(chǎn)線正式落成投產(chǎn)；同月，南江集團(tuán)投資的1000萬片大面積單層石墨烯薄膜生產(chǎn)線正式啟動。
巨大的潛在市場價值，以及有可能帶來的又一次技術(shù)革命，觸動了嗅覺靈敏的資本市場，五花八門的石墨烯概念和石墨烯可能應(yīng)用被熱炒。石墨烯晶體管、石墨烯海水淡化、石墨烯電池、甚至是石墨烯防彈背心等，無論是實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品，還是理論愿景，只要和石墨烯沾邊，都被資本市場賦予現(xiàn)實(shí)價值。
一系列有關(guān)石墨烯的股票出現(xiàn)數(shù)波上漲行情?！吧现芸茖W(xué)家發(fā)表一篇關(guān)于石墨烯離子篩性能的文章，本周資本市場就會聯(lián)想到海水淡化的市值，隨即相關(guān)股票暴漲。這完全是進(jìn)行資本炒作的瘋狂節(jié)奏?！敝袊┊a(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟副秘書長鐘財(cái)富說，對此他已經(jīng)有些坐立不安。
然而，炒作還在繼續(xù)。一些企業(yè)在石墨烯概念上投上一部分資金，甚至不投資，只要產(chǎn)品和石墨烯掛上鉤，在市場炒作下，企業(yè)的市值就能大幅增長，從而占有更多資金或彌補(bǔ)實(shí)體業(yè)務(wù)不足。僅6月18日，石墨與石墨烯概念炒作，相關(guān)概念股吸金就高達(dá)近20億元。
一字之差：謬以千里
“人們能夠輕易從講故事中獲得財(cái)富，誰還會投資企業(yè)?！闭诒皇髽I(yè)頻頻打攪的史小軍表示。資本對于石墨烯概念的炒作，不僅脫離了產(chǎn)業(yè)實(shí)際，甚至出現(xiàn)了偽科學(xué)傾向，尤其是“石墨烯的發(fā)展將依托于石墨資源”的說法更是讓業(yè)內(nèi)人士倍感荒誕。
二維碳素科技公司總裁金虎說的更加明確：“石墨烯是一種功能型材料，對工藝、設(shè)備要求很高，對資源消耗很少。雖然石墨烯最早是從石墨中發(fā)現(xiàn)的，但是產(chǎn)業(yè)化制備石墨烯薄膜主要是以甲烷、乙炔等含碳?xì)怏w為原料，目前石墨烯薄膜生產(chǎn)與石墨半點(diǎn)關(guān)系也沒有?！?/p>
而石墨烯粉體雖然由石墨生產(chǎn)，但是對資源的耗費(fèi)量很少。目前全球生產(chǎn)石墨烯所需的石墨僅僅1000-2000噸。即使未來石墨烯得到廣泛應(yīng)用，生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大100倍，一個普通年產(chǎn)10萬噸的石墨礦就足以滿足全世界用量。更關(guān)鍵的是，在石墨烯粉體的生產(chǎn)中，石墨所占成本不到1%，完全可以采用人工石墨替代。
“資本市場將石墨烯的產(chǎn)業(yè)稀缺性和資源稀缺性進(jìn)行混淆是完全的誤導(dǎo)?！苯鸹⒖嘈?。
除了石墨烯和石墨混淆外，針對石墨烯材料的誤解比比皆是。
金虎介紹，目前石墨烯主要分兩種：單原子薄膜石墨烯以及石墨烯粉體。
石墨烯的極強(qiáng)導(dǎo)電性、強(qiáng)度、透光性和導(dǎo)熱性等特性，只是單原子厚度石墨烯的微觀性能。當(dāng)下偽石墨烯概念炒作，卻將石墨烯的微觀性能夸大為宏觀性能。
“資本市場上長久以來流傳著一張保鮮膜厚的石墨烯能撐起一頭大象，以及石墨烯強(qiáng)度極高，是鋼鐵強(qiáng)度數(shù)百倍的說法。其實(shí)這都是在偷換概念，用石墨烯制造防彈衣、太空繩更是宣傳炒作。”瑞典查爾莫斯理工大學(xué)、歐洲石墨烯旗艦計(jì)劃牽頭大學(xué)教授孫捷對此苦笑，石墨烯所謂的高強(qiáng)度，是指在相同宏觀厚度假設(shè)條件下，通過簡單數(shù)學(xué)推算后得出的強(qiáng)度差異。
石墨烯的厚度只有0.35納米，即使是1毫米厚的鋼板，也是石墨烯厚度的200多萬倍。即使考慮到石墨烯強(qiáng)度較高，也要幾千層石墨烯疊加在一起才相當(dāng)于1毫米鋼板所能承受的力量。
然而，石墨烯一旦疊加大約超過10層，就會喪失大多數(shù)獨(dú)有特性，重新變成石墨。因此，用石墨烯制造防彈衣、太空繩，這幾乎不可能實(shí)現(xiàn)。
“對于石墨烯的導(dǎo)熱特性也存在同樣的偷換概念。”孫捷解釋。盡管石墨烯導(dǎo)熱系數(shù)是銅的十幾倍，但是石墨烯只有一個原子厚，這決定了石墨烯無法用于大型器件散熱，而更適合極微小器件散熱。
此外，關(guān)于用石墨烯制作超級電纜的說法也存在誤導(dǎo)。石墨烯超高導(dǎo)電率的說法并不準(zhǔn)確，其也是建立在假設(shè)基礎(chǔ)上的數(shù)字游戲。
決定物體導(dǎo)電率的因素有兩個：電子運(yùn)動的速度和自由運(yùn)動電子的數(shù)量，導(dǎo)電率與兩者的乘積成正比。盡管石墨烯的電子運(yùn)動速度是銅的600多倍，但是單原子層能攜帶的自由電子數(shù)量實(shí)在太少。電子在石墨烯上，就如同萬人長跑，卻只有一條跑道，人們跑再快，單位時間內(nèi)也跑不過去幾個人。
孫捷介紹，由于石墨烯能承載的電流太小，導(dǎo)電率比相同面積的普通銅帶導(dǎo)線要差很多，并不適合制造普通電纜、導(dǎo)線。其電子遷移率高的優(yōu)勢，主要適用于微電路。
“石墨烯作為半導(dǎo)體的替代材料也不要想象得過于樂觀。”孫捷表示，目前石墨烯半導(dǎo)體還處于理論假設(shè)和概念宣傳階段。石墨烯的特性更接近于導(dǎo)體，目前通過摻雜實(shí)現(xiàn)石墨烯的半導(dǎo)體在學(xué)術(shù)理論中還有不小的問題。而氧化石墨烯雖然能夠表現(xiàn)出半導(dǎo)體的特性，但性能差強(qiáng)人意。石墨烯成為硅半導(dǎo)體的替代材料，在20-30年內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)。
來源：中國有色金屬報
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