Per què el grafè es va convertir en una estafa a la Xina?
Tanmateix, tot i que les perspectives d'aplicació del grafè són cada cop més prometedores, una altra afirmació completament diferent també és categòrica: el grafè és una estafa a la Xina.
El març de 2015, l'Institut Chongqing de Tecnologia Verda i Intel·ligent de l'Acadèmia Xinesa de Ciències va anunciar el llançament d'un telèfon mòbil de grafè anomenat"GALAX SETTLERα ". Segons la publicitat de l'època, la seva transmissió de la llum arribava al 97%, la taxa de càrrega del telèfon mòbil es va incrementar un 40% i la durada de la bateria s'estén un 50%, la densitat d'energia de la bateria també augmenta un 10%. %. Com que està lligat al grafè, tot i que aquest telèfon només equival a una configuració de mil iuans, el preu pot arribar als 2.499 iuans.
Vuit mesos després, malgrat l'anunci del primer lot de 30.000 unitats d'aquest telèfon de grafè, no s'ha venut al mercat.
Però la gent pot comprar una varietat d'altres productes de grafè. Per exemple, Shengquan Group, una empresa que cotitza al New OTC Market, ha llançat al mercat mitjons i roba interior de grafè. Segons la publicitat de l'empresa, van afegir grafè de biomassa"escalfament interior" fibra al producte, que és una nova fibra composta multifuncional intel·ligent que&té la capacitat d'activar les cèl·lules immunitàries, protegir contra els raigs ultraviolats, millorar la microcirculació, propietats antibacterianes i antibacterianes, que augmenten la calor i augmenten el sol, i també pot desodoritzar."
Segons la publicitat de l'empresa, van carbonitzar les tiges de les plantes per extreure el grafè, utilitzant la superconductivitat del grafè com a matèria primera per a la producció de roba. També tenen previst llançar un sostenidor intel·ligent que mesura canvis subtils en la temperatura del pit de les dones mitjançant un sensor integrat per prevenir eficaçment els tumors i el càncer de mama. També tenen previst aplicar-los als uniformes militars. Actualment, aquests productes anomenats grafè són cars, el preu d'un parell de mitjons. Per més de 50 iuans, el preu d'una roba interior és propera als 300 iuans, el preu d'un cinturó de grafè és proper als 600 iuans i la roba que genera calor es ven per més de 1700 iuans.
& quot;En els darrers anys, quan els nanomaterials es van promocionar, hi va haver molta publicitat sobre el concepte'nano+' a la Xina. Aquesta vegada, el concepte de'grafè' és la mateixa. Molts productes de grafè són una estafa." Responsable del projecte nacional 863, científic de materials, Said Qi Lu, professor de l'Escola de Química i Enginyeria Molecular de la Universitat de Pequín. A causa de la seva contribució a nous materials i energia, Qilu també és conegut com el principal fundador dels materials càtods de la bateria d'òxid de cobalt de liti i manganat de liti del meu país'.
Segons la comprensió del periodista', el grafè actualment es divideix en dos tipus: grafè de pel·lícula fina monoatòmica i pols de grafè. La preparació de la primera utilitza principalment gasos que contenen carboni com el metà i l'acetilè com a matèries primeres i es sintetitza per deposició química de vapor, que no té res a veure amb el grafit o la palla.
La pols de grafè s'obté a partir de grafit natural, oxidat per àcid concentrat i agent oxidant fort, i després reduït per tractament tèrmic d'expansió. Pel que fa al grafè extret de la palla, es diu que 15 gats de blat de moro poden extreure un gat de grafè. Molta gent del sector sembla desconeguda.
A part de les calces de grafè estafa evidents, les"bateries de grafè" i"bateries de liti de grafè" que molts instituts de recerca i empreses volen desenvolupar també són acusats de mentir.
Actualment, la pràctica de l'aplicació del grafè en el camp de les bateries és generalment afegir materials de grafè als elèctrodes positius i negatius de les bateries de liti."Aquest enfocament és òbviament enganyós." Recentment, l'investigador d'Internet de Tsinghua Energy Liu Guanwei va qüestionar la"bateria de grafè" article a Internet.
En aquest article titulat"La llegendària"Bateria de grafè" tecnologia, és una gran mentida?"A l'article, Liu Guanwei va donar una visió clara des del principi:
La tecnologia de"bateria de grafè" és gairebé inexistent. El grafè només pot augmentar la velocitat de càrrega i descàrrega en teoria, però no ajuda a augmentar la capacitat (energia). Persones que estaran decebudes), el significat del truc és molt més gran que el valor pràctic.
Segons Liu Guanwei, d'acord amb la nomenclatura electroquímica clàssica, les bateries d'ió de liti utilitzades en els telèfons intel·ligents generals haurien de ser anomenades &, bateries d'òxid de cobalt de liti i grafit." S'anomena"bateria d'ions de liti" perquè els ions de liti hi tenen un paper important."En sentit estricte, el grafè només té un paper auxiliar a la bateria, de manera que una bateria que utilitza grafè no es pot anomenar directament una'bateria de grafè'."
A la vista de Liu Guanwei', només el grafè s'utilitza com a"additiu conductor" en bateries de liti que bàsicament ha entrat al mercat ara. Però fins i tot l'aplicació de"additius" ha estat qüestionat.
El grafè es pot utilitzar com a agent conductor per afavorir la càrrega i descàrrega ràpida de les bateries de liti. En teoria, pot millorar el rendiment de la taxa. Tanmateix, si el procés de dispersió no està en marxa i la barreja és desigual, tot és un castell al cel. A més, hi ha molts materials d'alta qualitat i econòmics. S'ha d'utilitzar el grafè car."
El periodista es va adonar que les opinions de Liu Guanwei' van ser reconegudes per molts experts sèniors de la indústria, com Zhang Yuanbo, Qilu, el professor Lu Hongbin del Departament de Ciència de Polímers de la Universitat de Fudan i el professor Yuan Guohui del Departament. de Química Aplicada de l'Escola d'Enginyeria Química de l'Institut Tecnològic de Harbin.
& quot;Qui pot aportar les dades fins ara? Algú ha fet una bateria així?" Qilu també creu que&els elèctrodes positius i negatius de les bateries de liti són estructures en capes, de manera que, sota determinades condicions externes, forma una migració de l'elèctrode positiu a l'elèctrode negatiu. El grafè és una estructura d'anell d'àtom de carboni d'una sola capa, que està determinada per les seves pròpies propietats químiques i físiques i no formarà un material d'elèctrode negatiu separat per a les bateries de liti."
Molta gent està malgastant la seva vida per això?
Pel que fa als dubtes dels experts de la indústria, com el secretari general de"Aliança estratègica per a la innovació tecnològica de la indústria del grafè de la Xina", Li Yichun va dir:"Tot i que la indústria és controvertida, científica i tecnològica innovació, tot pot passar. Alguns experts creuen que és impossible. S'ha aconseguit', i alguns experts són massa arbitraris, però hem de tenir la ment oberta."
Fins ara, és impossible conèixer la veritable cara de la recentment desenvolupada&de Qingdao quot;bateria de liti de grafè" líder mundial. La resposta de Huawei és &: hi ha investigacions sobre el grafè, però no es comercialitzarà tan ràpidament." Com l'Institut de Ceràmica de Xangai, l'Acadèmia Xinesa de Ciències El líder de la"Bateria de vehicles elèctrics súper grafè" L'equip, la defensa de Huang Fuqiang' és que"tothom extreu conclusions diferents des de diferents angles, però l'essència és la mateixa."
De fet, fins i tot Andre Gaim, que va guanyar el Premi Nobel l'any 2010 pel seu descobriment del grafè, no pot'entendre el frenètic grafè actual a la Xina. A finals d'octubre de 2015, quan Gaim va assistir a una exposició de productes de grafè celebrada a Qingdao, va ignorar la cara de l'amfitrió i va deixar clar que "molts productes d'aplicació, incloses les bateries de grafè, poden ser sospitats de bombo en l'actualitat".
El dia que Gaim va assistir a la reunió, el"2015 Global Graphene Industry Research Report" També es va publicar per primera vegada l'Aliança estratègica per a la innovació tecnològica de la indústria del grafè de la Xina, que va demostrar que la Xina no només ocupava el primer lloc del món en nombre d'articles publicats sobre grafè a finals de 2012, i el nombre de patents ha augmentat ràpidament en el darrers tres anys.
No obstant això, Gaim també va assenyalar en una entrevista als mitjans xinesos que la meitat de la investigació sobre molts articles de grafè publicats es descartarà. D'altra banda, moltes patents, especialment les produïdes per universitats, el 90% de les quals no tenen valor, el 99% de les patents acabaran perdent validesa, i el manteniment d'aquestes patents també costarà molts diners, i molta gent està malgastant el seu viu per això.
& quot;Tot i que la Xina ocupa el primer lloc del món pel que fa al nombre d'articles de grafè publicats, molts instituts d'investigació científica no saben què vol la indústria i el problema de la desconnexió entre la investigació científica i l'aplicació és destacat." Kang Feiyu, degà de l'escola de postgrau de la Universitat de Tsinghua de Shenzhen i expert en materials de carboni, va declarar públicament.
Aquests dubtes no frenen el ritme dels practicants xinesos del grafè. El 16 de gener, el parc industrial de ciència i tecnologia de Changzhou West Taihu va celebrar una cerimònia de signatura de projectes de grafè i 21 projectes de grafè es van establir col·lectivament a Changzhou. Liu Zhifeng, secretari del Comitè de Treball del Partit del Parc Industrial de Ciència i Tecnologia de Changzhou West Taihu, va dir que la indústria del grafè de Changzhou&s'està avançant cap a l'objectiu de"crear desenes de milers de milions d'indústries especialitzades. ."
Hi ha molts parcs industrials de grafè com Changzhou a la Xina. Segons l'enteniment del periodista', s'han format parcs industrials de grafè a gran escala a Chongqing, Wuxi, Qingdao, Tangshan i altres llocs. I s'espera que el 2016 floreixin més parcs industrials de grafè.
A Changzhou, una persona privilegiada de 2D Carbon Technology Co., Ltd. va dir als periodistes que es van establir a Changzhou el 2011 i que han crescut fins a una escala de 200 persones. El 2012, van produir la primera pantalla tàctil de grafè capacitiva' del món. En els darrers dos anys, també han utilitzat l'alta eficiència de radiació tèrmica de les pel·lícules de grafè per desenvolupar roba escalfable. Les seves direccions de recerca i desenvolupament també inclouen materials compostos de grafè, cèl·lules solars i sensors portàtils. No obstant això, va admetre que aquests productes realment tenen poc a veure amb el grafè.
És el mercat de capitals que tasta la dolçor abans que els parcs industrials, els instituts de recerca científica, les universitats i les empreses. Les dades rellevants mostren que un total de 60 empreses cotitzades a Xangai i Shenzhen tenen el seu negoci de grafè. A mitjans d'agost de 2015, Del Home Furnishings, ubicada a Jiangsu, va anunciar la seva inversió en bateries de súper liti de grafè i altres projectes. Després d'elaborar el pla de"augmentar els ingressos anuals en 2.800 milions de iuans i el benefici net anual en 450 milions de iuans ", aquesta empresa es va posar al dia amb " El preu de les accions d'una empresa amb el concepte de"bateria de grafè" sembla haver estat en un coet, amb un augment del 158,4% en més de dos mesos.
El camí cap a la comercialització industrial és llarg
& quot;En l'aplicació domèstica del grafè, en realitat no hi ha moltes empreses que facin realment grafè. Moltes d'elles són empreses que solien fabricar materials de carboni com el grafit, o fins i tot empreses completament alienes que fan servir la bandera del grafè, o especulen en accions, o lluiten per ella. Fons nacionals, gairebé no hi ha empreses que realment facin grafè i realment puguin guanyar diners." va dir Zhu Hongwei, professor del Centre de Mecànica Micro-Nano de l'Escola de Ciència i Enginyeria de Materials de la Universitat de Tsinghua.
Segons Liu Guanwei', no només hi ha moltes estafes nacionals de grafè, sinó també molta publicitat sobre projectes estrangers. En el seu article sobre les bateries de grafè, Liu Guanwei va afirmar que"l'empresa espanyola Graphenano amb bateries de grafè" no va poder trobar cap informació vàlida si van ser les tres companyies d'automòbils alemanyes les que van afirmar cooperar o al lloc web de l'Oficina de Patents.
Aleshores, per què l'esperat"rei dels nous materials" en una polèmica tan incòmoda?
Segons l'enteniment del periodista', hi ha tres raons: d'una banda, tant si és nacional com estranger, no hi ha cap mètode de síntesi industrial trobat tècnicament per obtenir grafè monocristal de gran superfície. D'altra banda, la cadena industrial aigües avall del grafè encara no s'ha format al mercat. La demanda més gran de grafè són només els principals instituts i laboratoris d'investigació científica, i no s'ha posat en funcionament industrial una gran quantitat de grafè.
Ja el 2010, investigadors de la Universitat Sungkyunkwan de Corea del Sud i Samsung Corporation van produir una pantalla transparent i flexible composta de grafè multicapa i un substrat de làmina de polièster. En aquell moment, Hong Bingxi, professor de la Universitat de Sungkyunkwan i autor corresponent del document, va proposar que el seu mètode es podria utilitzar per fabricar cèl·lules solars basades en grafè, sensors tàctils i pantalles de pantalla plana. Però també va admetre en aquell moment que era massa aviat per a la fabricació i comercialització a gran escala: cinc anys més tard, el mètode de Hong Bingxi&encara es va mantenir als laboratoris de Samsung i la Universitat de Sungkyunkwan a Corea del Sud.
L'últim aspecte és el cost de la preparació del grafè. A causa de la incapacitat de produir en massa, el cost de la preparació del grafè s'ha mantingut elevat i l'elevat cost també ha obstaculitzat el ritme d'industrialització al mercat aigües avall. Anteriorment, el preu del grafè era de fins a 5.000 iuans/gram, que era diverses vegades més car que l'or."L'ampolla d'alguna cosa que no és sorprenent és més cara que l'or. Uns quants grams de pols de grafè valen centenars de milers de iuans. Quan volem a l'avió, ens transporten diverses persones per por de ser requisats pel control de seguretat." Les startups estudiades solien descriure-ho d'aquesta manera.
Al Canadà, Grafoid i la Universitat Nacional de Singapur van establir el centre de recerca de grafè (NUS) més gran del món i van llançar una nova base de producció a Ontario el 2014. Aquesta base de 20.000 metres quadrats produeix principalment pols de grafè. En aquell moment, el responsable de l'empresa va dir que poden produir en massa grafè d'alta qualitat a un preu baix. Tanmateix, més d'un any després, no hi ha hagut novetats d'aquesta base.
Per tant, són principalment els problemes tècnics els que realment dificulten l'aplicació a gran escala del grafè. Entre ells, el desenvolupament de mètodes sintètics consistents i reproduïbles per al grafè de baix cost, a gran escala i d'alta qualitat és la dificultat més gran.
Una cosa interessant que la gent està familiaritzada és que Andre Gaim va utilitzar cinta adhesiva per obtenir grafè. Però el que la gent no sap' és que el grafè obtingut amb aquest mètode té una mida petita, generalment entre 10 i 100 micres, i té els inconvenients de baix rendiment i alt cost, i no pot complir els requisits de industrialització i producció a gran escala.
Més tard, el mètode de reducció d'òxid de grafit és un dels mètodes més utilitzats per preparar el grafè. Tanmateix, aquest mètode obté principalment pols de grafè, que té molts defectes i propietats elèctriques i mecàniques pobres. Es necessita àcid sulfúric concentrat per oxidar el grafit, que és un problema difícil en el tractament de líquids de residus industrials.
Des de llavors, la gent va pensar que no cal utilitzar grafit per preparar el grafè, sinó que només cal intentar que els àtoms de carboni formin una pel·lícula fina. Va néixer la deposició química en vapor (CVD). Aquest mètode introdueix gasos com l'etilè o l'acetilè en una cambra de reacció per descompondre aquests gasos a alta temperatura. Després del refredament, els àtoms de carboni es dipositen a la superfície del substrat per formar grafè. . Tot i que CVD pot complir els requisits per a la producció de grafè a gran escala i d'alta qualitat a gran escala, el problema és que a causa del seu alt cost i procés complex, l'aplicació d'aquest mètode en la producció de grafè és limitada.
A causa de l'enorme diferència en els mètodes de preparació, el preu de la pols de grafè i la pel·lícula CVD també difereix milers de vegades. Per exemple, 1 gram de pols de grafè només costa menys de 10 iuans, mentre que 1 metre quadrat de pel·lícula de grafè costa de desenes a centenars de iuans i el seu pes és en realitat menys d'1 mg.
Hi ha un altre mètode principal: mètode de separació de dissolvents. Com que tot el procés d'exfoliació en fase líquida no introdueix cap defecte a la superfície del grafè, ofereix àmplies perspectives d'aplicació per a les seves aplicacions en els camps de la microelectrònica, materials compostos multifuncionals, etc. L'inconvenient també és que el rendiment és molt baix.
Per tant, des del punt de vista de l'aplicació, actualment el grafè es troba en fase de narració a casa i a l'estranger." A més, encara no s'han determinat els estàndards industrials actuals per a la mida, la uniformitat i la fiabilitat del grafè en electrònica de consum, de manera que encara no s'ha demostrat l'ús real del grafè en l'electrònica de consum." Zhu Hongwei creu que el grafit Actualment, ene pot fabricar dispositius a petita escala al laboratori, però la producció en massa i la qualitat d'integració no es poden garantir."Almenys encara no hi ha esperança."
De fet, fins i tot el mateix Gaim té reserves sobre la comercialització actual del grafè. Gaim creu que el grafè és una imprimació que ha impulsat el desenvolupament d'una gamma més àmplia de materials bidimensionals. Però pel que fa al grafè, des de la perspectiva de la física, ha arribat a un coll d'ampolla i, tret que hi hagi un avenç més gran en el futur, és difícil fer més millores.
Memorabilia del desenvolupament del grafè
2004: Andrei Geim i Konstantin Novoselov van obtenir grafè mitjançant un mètode senzill de desmuntatge mecànic de la cinta. Tots dos van guanyar el Premi Nobel de Física l'any 2010.
Desembre de 2009: l'Institut de Recerca Fujitsu del Japó&va anunciar el seu ús reeixit del grafè per fabricar transistors.
Febrer de 2010: IBM va desenvolupar Graphene FET (Field Effect Transistor).
Juny de 2010: Samsung i el professor Sumio Iijima de la Universitat Sungkyunkwan de Corea del Sud van utilitzar el grafè per fer elèctrodes transparents flexibles.
Gener de 2012: Jiangnan Graphene Research Institute, 2D Carbon i altres empreses van anunciar que han desenvolupat conjuntament la primera pantalla tàctil capacitiva de grafè del món' per a telèfons mòbils.
Agost de 2012: Nokia va revelar que el seu departament R&D està treballant en sensors fotoelèctrics de grafè.
Setembre de 2012: Sony va anunciar que ha desenvolupat un procés roll-to-roll per fabricar grafè.
Gener de 2013: Recerca de Chongqing de l'Acadèmia Xinesa de Ciències
L'institut va anunciar que ha desenvolupat el primer grafè d'una sola capa de 15 polzades a la Xina.
Maig de 2013: Jiangsu Changzhou 2D Carbon Technology Co., Ltd. va dir que la línia de producció de pel·lícules conductores transparents de grafè més gran del món&es va posar oficialment en funcionament, amb una capacitat de producció anual de 30.000 metres quadrats.
Novembre de 2013: Changzhou Sixth Element Material Technology Co., Ltd. va iniciar la producció de 100 tones d'òxid de grafè i línies de producció de pols de grafè.
Abril de 2014: Samsung va anunciar que ha desenvolupat una tecnologia per formar grafè monocristal en plaques de semiconductors.
Juliol de 2014: IBM va anunciar que invertiria 3.000 milions de dòlars en desenvolupament de grafè durant els propers cinc anys.
2015:"Made in China 2025" va ser promulgada oficialment pel Consell d'Estat, tornant a posar el grafè a l'agenda com a nova font d'energia.
Enllaços relacionats: El passat i el present del rei dels nous materials
El carboni és un dels elements més importants. Té propietats úniques i és la base de tota la vida a la terra. El carboni pur pot ser diamant dur o grafit tou.
Com que aquest material està fet de grafit i conté la característica bàsica de les olefines: el doble enllaç entre àtoms de carboni, s'anomena grafè. De fet, el grafè existeix a la natura, però és difícil treure una estructura d'una sola capa. Les capes de grafè s'apilen per formar grafit, i el grafit d'1 mm de gruix conté uns 3 milions de capes de grafè. L'adhesió entre les capes és molt fluixa i fàcil de lliscar, fent que el grafit sigui molt suau i fàcil de pelar. Un llapis lleugerament traçat al paper pot deixar rastres de diverses capes de grafè.
Els científics han realitzat estudis teòrics sobre estructures semblants al grafè a la dècada de 1940, però durant molt de temps des d'aleshores, els esforços per produir grafè d'una sola capa no han tingut èxit. Algunes persones pensen que un material tan bidimensional és impossible a temperatura ambient. Sota una existència estable. L'octubre de 2004, un article publicat a la revista nord-americana"Science" revista va capgirar aquesta percepció. Andre Heim i Konstantin Novoselov, que treballen a la Universitat de Manchester al Regne Unit, van completar el seu"magic" amb cinta ordinària.
Van utilitzar cinta per enganxar els flocs del grafit, que encara conté moltes capes de grafè. Però després d'enganxar-lo repetidament de 10 a 20 vegades, els flocs es tornen cada cop més prims i, finalment, produeixen grafè d'una sola capa. Aquest mètode aparentment molt senzill i no d'alta tecnologia no és el primer. Algú ho va provar abans, però no va poder identificar el grafè d'una sola capa.
Heim i Novoselov van posar les rodanxes fines pelades sobre un substrat d'òxid de silici. L'efecte d'interferència de la llum fa que les rodanxes primes apareguin ratlles de colors sota el microscopi, igual que l'efecte d'una pel·lícula d'oli a la superfície de l'aigua. Utilitzant aquest efecte, van observar grafè d'una sola capa. D'aquesta manera, va aparèixer oficialment el primer material de cristall bidimensional. Més tard, la gent va preparar alguns altres materials bidimensionals, com ara cristalls bidimensionals de nitrur de bor i disulfur de molibdè.
El grafè té un significat especial per a la investigació bàsica de la física. Permet alguns efectes quàntics que només es podrien discutir en paper abans que es puguin verificar mitjançant experiments, com ara que els electrons ignoren els obstacles i s'adonen d'encreuament fantasmal. Però el que és més interessant són els seus nombrosos"extrems" naturalesa de les perspectives d'aplicació. Tanmateix, ni tan sols els investigadors que han guanyat el Premi Nobel no poden predir quin tipus de canvis aportarà aquest carboni bidimensional al món humà.
