“概念炒作难长久 成效还需真技术”

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——中国碳谷科技集团首席专家戴加龙告诉了我们真正的石墨烯。

(图为中国碳谷集团首席专家戴加龙)

【中华时报/中华信息通讯社】近年来，国内外证券市场上石墨烯概念沸腾，如同疯狂的过山车一般通常惊心动魄。 个别公司热衷于二级市场的炒作，拿着一些实验室的初级样本冲击大众的视觉，但无法真正实现后期的规模化应用，外界认为现在的石墨烯只是概念和传说。 潮来了，认真致力于高端产品开发的公司也受到了波及，关注度也因此而下降。

那么，真正是二维材料，结构“零缺陷”的高质量石墨烯是如何制成的呢？ 在下游的应用现在有那些突破，其中有那些问题呢？ 为此，记者采访了中国炭谷科技集团首席专家戴加龙，他像数家珍一样，深入地告诉了人们什么是真实的石墨烯。

戴加龙指出:“目前业界的石墨烯概念大多停留在理论上，在实际应用中，石墨烯应该理解纳米+二维材料+石墨本身的性能。”

(图为今年6月，诺奖获得者、石墨烯发明者之一、英国曼彻斯特大学教授康斯坦丁·诺沃肖洛夫)

在上海举办的世界移动大会的展位上，了解碳谷集团的石墨烯产品，右二是专家戴加仑)。

戴龙自身领导的中国炭谷科技集团研发团队掌握的石墨烯制造技术，可以为下游应用提供高质量、低价格的石墨烯原料，炭谷科技集团将在未来5年内建成年产5000—10000吨高质量石墨烯的生产基地，规模1000亿

戴加龙说，石墨烯可以做很多公司，但大多是二维材料，是结构“零缺陷”的高质量石墨烯，但能做的很少。

他认为，实际操作中高质量石墨烯的制备应包括“前解决、中调制、后整理”三个阶段。

解决方案:石墨是碳元素的同素异形体，石墨具有鳞片状层状矿物结构，其地质成矿结构有硫化矿、氧化矿、无烟煤热变质转化等多种，石墨是这些矿物在地层高温高压下、中、深区域发生变质作用，导致炭质气化

中制备:层状矿物质结构在石墨结晶过程中的沉积为a、b、c键，其层间作用力为范德华力，表面结构非常完整，第四体系中引入的缺陷很多，对层间的滑移分离有很大的影响。 在这个制造过程中要特别重视二维材料结构的完备性，确保其径厚比在1500以上。 径厚比是目前层状矿物质结构中二维材料最重要的测量指标之一，由于具有较大的二维平面，主要考虑径厚比的大小，其次考虑二维材料层间的厚度。 事实上，最重要的是目前我们需要的石墨烯原生态二维效应，这也是其他石墨烯难以进入下游的最佳应用理由之一。

整理:制造的石墨烯初级产品与最终石墨烯成品有很大的距离。 在制造过程中层状结构由外力形成的一部分是三维材料，大部分是二维材料和零维材料，由于存在伴随的其他物质和从外部引入的杂质，需要进行重构的筛选和分级。 筛选出相应的粒径分布，从d5到d97的结构序列，可以满足下游应用所需的要求，逐步发挥石墨烯的真实性能。

(图为中国炭谷集团生产的石墨烯应用产品的一部分)

戴龙表示，高质量石墨烯的缺乏是制约石墨烯在下游应用开展的瓶颈，年12月，中国炭谷科技集团和国家纳米科学中心共同成立了国家级“纳米技术应用实验室”，建立了石墨烯应用研发中心，石墨烯制造与下游

他为了海洋化工研究院作为海洋涂料国家的要点实验室，开发符合国际标准的富锌底漆所要求的石墨烯锌粉底漆，使用了业界许多公司生产的石墨烯样品进行了实验，但都没有实现愿望， 使用中国炭谷科技集团在江阴基地生产的高质量石墨烯，实验取得了很大成功，在国家标准的盐雾实验中已经超过了2000小时，涂料性能依然优异，不久高端产品就有了比现在多数倍的防腐涂料。

环境管理目前已经上升到国家的高度，未来十年我国将进行大规模的环境管理，但缺乏比较有效的管理工具。 戴龙兴奋地表示，中国炭谷科技集团与中国科技开发院江苏分院等机构合作开发的用于大气、水域环境管理的层状结构标志着光催化产品诞生。 这是目前国际上唯一可用于解决大规模水质的光催化技术和产品，其核心“可见光响应异质之间的高效量子转移技术”于今年5月通过江苏省新技术鉴定。

根据戴加龙的说法，石墨烯的微观性能是如何宏观表现的，目前至少有两个重要问题:如何将制备的石墨烯均匀地添加到基材中？ 如何保证石墨烯及其材料具有一定强度的界面结合力？

第一个问题是石墨烯应用过程的分散，制造的石墨烯一般厚度只有几纳米左右，容易凝聚，用传统的机械分散方法不容易保证单片成立。 分散状态不好，局部浓度高，石墨化很可能严重影响性能的发挥。 在漫长的过程中，需要判断应该在哪个阶段添加。 以高分子复合材料为例，原位聚合更适合石墨烯的分散，石墨烯粉体与塑料粒子的混合方法不利于石墨烯的分散。

第二个问题是石墨烯和其他材料只存在微弱的范德华力，这种惰性表面为了在复合材料中具有更好的兼容性，可能需要某种程度的改性。 不同的材料所需的改性剂也有差异，需要进行大量的实验。 但是，在一点包埋的工艺中，加入改性剂有时反而会影响活性物质与石墨烯的直接相互作用。

戴加龙认为，总而言之，石墨烯的成功需要创新过程和各个领域的密切合作。

资料图像:

(图为中国碳谷集团石墨烯立体工厂)

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