隨便哪一種應(yīng)用都可以說是顛覆性的革命。華為創(chuàng)始人任正非在接受媒體采訪時曾表示未來十年到二十年內(nèi)會爆發(fā)一場技術(shù)革命,石墨烯時代將會顛覆硅時代,石墨烯是技術(shù)革命前沿。但所謂的“石墨烯時代”其實還很遙遠。石墨烯的制備方法主要包括:機械剝離法、外延生長法、氧化石墨還原法、氣相沉積法等。
2004年曼徹斯特大學(xué)的兩位科學(xué)家(K. Novoselov和A. Geim)費勁地用膠帶從石墨上剝離下來了一點石墨烯,由此獲得了2010年諾貝爾物理獎,并被視作“石墨烯之父”,而石墨烯也走入科研界和產(chǎn)業(yè)界視野,成為追捧的對象。石墨烯被稱為“黑金”、“新材料之王”,甚至被譽為“徹底改變21世紀的黑科技”。之所以有這樣的美譽,是因為石墨烯是人們發(fā)現(xiàn)的第一種由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料。由于碳原子特殊結(jié)構(gòu)的排列導(dǎo)致了石墨烯擁有一些非常神奇的特性:石墨烯不僅是世界上最硬的材料,而且有很強的柔韌性;而且擁有高導(dǎo)熱性和超快的載流子遷移率。
這些特性隨便哪一個被應(yīng)用都將是顛覆當前產(chǎn)業(yè)的技術(shù):比如石墨烯的透明性、導(dǎo)電性和柔性應(yīng)用在電子器件領(lǐng)域,就可以實現(xiàn)柔性觸控屏,手機可以像腕表一樣折疊起來;石墨烯的抗?jié)B性和導(dǎo)電性可應(yīng)用于防護涂層和阻隔膜;石墨烯的柔性、透明性及對多種物理信號的高靈敏度響應(yīng)可以制成傳感器,應(yīng)用在多功能電子皮膚;也可以用石墨烯做電極材料,提升儲能器件的性能。
雖然國內(nèi)近兩年在制備方面有很多突破。雖然制備技術(shù)多種多樣,但如果獲得高晶度、高質(zhì)量的石墨烯還是有難度。材料能夠應(yīng)用起來很大程度上取決于制備,只有獲得穩(wěn)定可靠批量的制備技術(shù),才能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。其實以前的材料都是這樣的模式,不管是鋼鐵、半導(dǎo)體、塑料、高分子,沒有可靠的批量制備技術(shù),基礎(chǔ)研究做的再好也都用不起來。同時石墨烯分散劑應(yīng)用范圍也跟著興起。