诺奖得主：石墨烯或补齐电动汽车短板

借助石墨烯新技术，电子显示屏有望可以卷曲。

　　 “如果石墨烯成功应用于镍锌电池，则15分钟完成充电、续航500公里将成为可能。届时，电动车推广中遇到的最大瓶颈问题将迎刃而解。”为期3天的2014石墨烯高峰论坛21日在清华大学深圳研究生院结束。

　　 这场由中国科学技术协会主办，深圳市科学技术协会和深圳清华大学研究生院承办的论坛，是国内乃至全世界在该领域的首次高水平研讨活动。石墨烯的发现者、诺贝尔物理学奖获得者Andre Geim教授现身发表主题演讲，并与20多名来自各国的顶级科学家共同研讨未来研究以及产业发展之路。

　　 据了解，作为重要的新材料和新能源，石墨烯在深圳近年来快速发展的新能源、电子信息、生物材料、导热材料以及复合材料领域都具有广阔的应用空间，产业契合度很高，可加快深圳产业结构升级。而在论坛上，深圳市副市长唐杰也表示，深圳正迅速转型成以高新技术产业支撑的现代化城市，是科技创新的受益者。石墨烯是未来可能改变人类生活的热点材料，深圳将加强在石墨烯领域的人才支持与资金支持。

　　 巨头公司已着手抢占市场先机

　　 石墨烯是人类已知强度最高、韧性最好、重量最轻、透光率最高、导电性最佳的材料。Andre Geim教授和Konstantin Novoselov博士于2004年采用机械剥离的方法，首次获得了石墨烯，并发现其具有理想的二维结构和奇特的电子性质，这一发现很快引起科学界广泛关注和产业界极大兴趣。2010年，两人由此获得诺贝尔物理学奖。

　　 去年，欧委会决定投资10亿欧元、期限10年，启动欧盟未来新兴技术（FET）石墨烯旗舰项目，旨在把石墨烯和相关层状材料从实验室带入社会，为欧洲诸多产业带来一场革命。

　　 “石墨烯发现之后仅6年就获诺贝尔奖，几乎是史无前例。而获奖之后才4年就获得投资也是极为罕见。”清华大学深圳研究生院院长康飞宇教授说。

　　 Andre Geim教授介绍，石墨烯是最薄、最坚硬、导电性最好而且拥有强大灵活性的纳米材料，可广泛应用于锂离子电池、超级电容器、太阳能电池、生物质材料、传感器、超高频电子及光电子设备、药物载体，以及用作触摸屏、保护膜、选择性过滤渗透膜等。

　　 “事实上，石墨烯已成为制造灵活显示屏、可穿戴设备以及其它下一代电子设备的理想材料。通过它或可制造出可弯曲的智能手表、可折叠成智能手机的平板电脑等。”一位与会的业内人士说，目前，三星、苹果和谷歌公司等三大巨头已开始积累各种与石墨烯有关的ZL。“据预测，到2016年全球移动设备销量将高达8470亿美元，未来5年可穿戴设备的销量将高达190亿美元。这也意味着，掌握了石墨烯的开发技术就成为公司未来在电子设备市场发展的关键。”

　　 “一场材料领域的‘革命’正在发生。”Andre Geim教授认为，预计3—5年之内，石墨烯会有一个令人惊奇的应用。记者则注意到，华为、富士康、比亚迪等深圳知名企业均参与了此次论坛。

　　 据悉，尽管世界各国对于ZL申请的门槛不一，但单从数量上讲，中国大陆申请石墨烯技术的ZL占到了全球的50%以上，“石墨烯热”的大风已经刮起。

　　 有望实现电动汽车续航500公里

　　 清华大学深圳研究生院近年来也一直在做石墨烯产业化的发展研究。“现在主要是研究石墨烯在镍锌电池体系的应用，即针对现在应用较多的铅酸蓄电池和锂电池的缺点。其中，铅酸蓄电池的使用寿命只有几百次，且具有污染性。而锂电池用于电动车，但续航能力较弱且充电耗时长。所以我们现在希望研发一种用不坏且高容量的绿色电池，甚至是锂电池蓄电量的2—3倍。”

　　 康飞宇说，目前实验已经取得很好的结果，正准备申请美国、中国的ZL技术。“如果研发成功，15分钟完成充电、续航500公里不是不可能的事，完全可以解决目前电动车推广中遇到的电池这一核心难题。”康飞宇直言，当下石墨烯最亟待解决的是低成本和规模化生产这两大问题，并预测低成本明年便可实现。“目前它的价格贵过黄金，最便宜的也要500元/克。但我相信一年之后，可以降到50元，再过两年甚至可能降到1—5元。”

　　 康飞宇说，目前通过天然石墨剥层等技术，石墨烯的生产已经接近量产的水平。未来两三年内，便可大规模应用在电池、导电、导热等材料领域，替代现有的材料。而在触摸屏、传感器等器械上的大规模应用则还需要3—5年，“目前这方面的研究仍停留在实验室阶段”。

　　 作为重要的新材料和新能源，石墨烯在深圳近年来快速发展的新能源、电子信息等领域都具有广阔的应用空间，产业契合度很高，可加快产业结构升级。但与国内无锡和常州等城市相比，深圳该领域基本仍处于研究阶段，没有形成规模化，产业化进程较慢。康飞宇曾对深圳石墨烯市场进行调研，发现目前深圳大概有十几家中小企业正从事石墨烯的生产应用，研究机构则为10家左右。

　　 “这与企业和机构对石墨烯的认识不足，对下游技术开发和市场需求的反应较慢有关。”不过，康飞宇也提醒，目前全世界对石墨烯的研究和产业化都处在起步阶段，真正离市场化还有一段距离，不宜盲目投资。“当前首先是把基础研究做好，对于政府而言，不要‘跟风’，而应冷静地进行战略布局，形成产学研相结合和以市场为导向的石墨烯产业发展模式，比如引进人才、搭建工程中心和实验室，适当扶持中小企业等。”

　　 ■名词解释

　　 石墨烯

　　 是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，可广泛应用于锂离子电池、超级电容器、太阳能电池、触摸屏等。它曾一直被认为是假设性的结构，无法单独稳定存在，直至2004年，英国曼彻斯特大学物理学家Andre Geim教授和Konstantin Novoselov博士成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯，两人因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。