石墨烯這個小小的原子材料，未來卻有可能在商業(yè)領(lǐng)域影響深遠。它比鋼要堅韌200倍，又比紙還輕，同時“身段”比體操運動員還靈活。石墨烯被稱為奇跡般的材料、革命性的產(chǎn)品。從電子消費到生物醫(yī)藥領(lǐng)域，它都大有可為。
石墨烯在2004年被兩名物理學家Andre Geim和Konstantin Novoselov首次發(fā)現(xiàn)，二人因此獲得了諾貝爾獎。石墨烯的本質(zhì)是具有二維屬性的結(jié)晶碳同素異形體。它由碳六元環(huán)組成二維周期蜂窩狀點陣結(jié)構(gòu)，輕薄至幾近透明，其熱電轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)具有獨特性，加之它的磁性亦無其他材料可匹配，因此，石墨烯在商業(yè)領(lǐng)域的應用幾乎所向披靡。例如，石墨烯的靈活性能讓可穿戴設備能夠發(fā)揮出更多想象力，它的輕薄也能讓未來的飛機更省油、更具流線美感。甚至，Bill & Melinda Gate基金會已經(jīng)向曼徹斯特大學捐款10萬美元，用于開發(fā)基于石墨烯技術(shù)的保險套。
“石墨烯潛力非凡，能為不同的企業(yè)和領(lǐng)域所用。”位于紐約長島的石墨烯實驗室CEO Elena Polyakova說。該實驗室的“石墨烯超市”(Graphene Supermarket)向7000多個企業(yè)和院校客戶提供納米碳和石墨烯產(chǎn)品。“它可以取代當前市場上的很多材料。”
至少目前，針對石墨烯的研發(fā)遠超其在商業(yè)領(lǐng)域的應用。科技咨詢公司Cambridge IP指出，僅在過去5年，開發(fā)者和制造商已經(jīng)申請了1.3萬項石墨烯方面的技術(shù)專利。2013年底，歐盟委員會集結(jié)了來自17個國家的工業(yè)集團和學術(shù)機構(gòu)，發(fā)起了一項耗時10年、耗資數(shù)十億歐元的石墨烯研究倡議。
美國聯(lián)合市場研究機構(gòu)(Allied Market Research)的報告預測，在下一個十年結(jié)束時，石墨烯市場規(guī)模將達到1.49億美元。在2014年～2020年之間，由于汽車和電子兩大行業(yè)對石墨烯興趣大增，年度復合增長率將達到44%。一個典型的案例是2014年4月，三星電子與韓國成均館大學合作，公布了一項石墨烯合成方法，據(jù)稱這將加快該材料的商業(yè)化速度，大大提升它在柔性顯示屏和其他尖端設備上的應用潛力。IBM也發(fā)布了基于石墨烯技術(shù)設計的電子電路板，它將提升數(shù)據(jù)的無線傳輸速度。
然而，石墨烯是一個奇跡，卻并不意味著它是完美的。對于初創(chuàng)者來說，它缺乏存在于其他半導體材料之間的帶隙，意味著電傳導無法被開啟或關(guān)閉。可能的解決辦法包括人工設置分隔以打開和關(guān)閉電路，或者通過化學添加劑來改變石墨烯的核心組成部分。這些缺點進一步加劇了石墨烯材料高昂的成本問題，以及完美的石墨烯卷的質(zhì)量控制問題。
渥太華初創(chuàng)企業(yè)Grafoid是一家專注于開發(fā)石墨烯商業(yè)價值的公司，他們正面對石墨烯在生產(chǎn)方面的挑戰(zhàn)。Grafoid旗下投資的MesoGraf平臺正在申請專利，從原料石墨礦中以較高的性價比提取高純度的石墨烯，讓石墨烯本來苛刻的化學性能不再成為妨礙。
這些努力都能讓地球環(huán)境變得更美好。事實上，石墨烯對環(huán)境影響很小，可能會成為人類留給后代真正的遺產(chǎn)。萊斯大學的研究人員已經(jīng)證明，將石墨烯氧化物添加進基于水的鉆井液中，就能將滲漏問題降低至最小，提高采油效率。Grafoid創(chuàng)始人、總裁兼CTO，同時也是MesoGraf聯(lián)合投資人的Gordon Chiu認為，石墨烯甚至可能在制造過程中取代某些金屬和其他自然資源。
“想象一下，過去我們曾100%地依賴石油，而現(xiàn)在通過混合石墨烯，人類對石油的依賴度可能會降低到原來的50%。石墨烯帶來的不僅是更輕更強大的產(chǎn)品，還會帶來更安全的環(huán)境。”Chiu說，“我一直相信，新材料會改變我們的做事方式。而石墨烯有能力從根本上影響我們作為地球物種的生活方式和先進性。”
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