人类历史是靠材料书写的。秦朝为什么能够一统天下？因为它的青铜冶炼技术非常发达。 信息时代硅独秀，奋发图墙事业部：FRUTO专利无机硅纳米材料，最早供应服务于美的、苏泊尔、格兰士、华帝等电器与不粘锅应用，现开发应用建筑领域解决防水、防污、防粘、防霉菌等问题，2021年为新参与创业的小伙伴创造数百万年收益。 最近大热的5G里，最大的功臣其实是一种厉害的新型材料：石墨烯。 石墨烯做成服装能发热，做成健康器材能产生对人体有益的远红外线，用在手机里也能让手机充电更快、电池更耐用。 这么强大的材料，中国独占鳌头，石墨烯会成为中国赢得5G大战的筹码吗？
我的题目是「烯美天下」，烯就是石墨，烯美天下，这就是我们的愿景。
我做了碳材料将近20年，我早期跟着Harold Kroto先生，他是碳60的发明者，1996年获得诺贝尔化学奖，石墨烯也做了十多年，这十多年干了什么事呢？ 就是这几张图片，第一个fiber，就是纤维。第二个film，就是薄膜，第三个foam，就是泡沫，第四个fabric，就是一片无纺布，这就是我们所说的F4或者叫四个F。 
你们所知道的石墨烯也好，其他纳米材料也好，它都是停留在纳米尺度，在我们生活中是看不见也摸不着的。 怎么样把纳米材料应用在我们现实世界呢？就是要跨越纳米，从纳米走向宏观。 举一个例子，比如泡沫，世界最轻的材料。除了所谓的轻，可以做隔热储能以外，还可以吸油。比如说你海上漏油了怎么办？如果有这个材料，做好以后，海平面上一撒，然后用网一收就把油吸附掉，吸附得又快又好。 还有无纺布，它可以做电极，那么燃料电池最核心的技术是什么呢？电极。我们已经研究这么久了，为什么它还没有大面积的商业化？就是因为它太贵了，因为它其中要用到铂，铂金。 用这个石墨烯有什么好处？第一代，它可以做支撑材料，让纳米的铂附在这上面，提高铂的使用效率。第二代，它可以成为废铂催化剂，比如说铁、铂这种非常便宜的也可以附在上面，这样你就可以大面积用了。 当然最终的目标是全碳的催化剂，非金属，那这个材料它既可以作为载体，又可以作为催化剂，到那时，燃料电池也好，其它电池也好，都可以大面积用，所以这就是技术的力量。 石墨烯和人类文明挂钩，那人类历史是靠什么书写的呢？是靠材料书写的。 所谓石陶铜铁就是石器、陶器、铜器。在这几个时代，咱们中华民族的文明是领先世界的。秦朝为什么能够一统天下？因为它的青铜冶炼技术非常发达，所以到铜器时候我们都是领先的。 到了铁器时代，也就是近代文明，我们落后了，直到建国的时候，我们提出了纲领，赶英超美，主要的指标就是钢产量。 那么现在我们是一个信息时代，信息社会靠什么？硅。由于硅的技术，美国成了世界领先国家，那些大公司、大富豪前面首富基本上都是以硅为载体的。 当然我们中国的前面几个首富，由原来的做房地产，现在转向互联网也好，信息也好，也是依托于硅的技术。 人类文明的下一个时代是什么？我们称为量子纪元，什么东西是决定性的？石墨，也就是石墨烯。石墨烯很简单，就是石墨它是很多层，像一本书一样的。你把一本书拿来，扯上一张纸，那一张纸就是石墨烯。 
一片石墨立潮头，它站在了所有前沿材料的最前列，这就是烯碳文明。 我们要实现中国梦，将来我们还要实现人类治理，靠什么？掌握最核心的材料，那么在所有的材料里面，石墨烯首屈一指，力学最强，导电最好、导热最好。 同时还有一系列所谓的量子效应，当它叠的角度不一样的时候，它性能也不一样，所以其中有一个角非常关键，叫魔角，Magic Angle，叠在一起的时候可以出现超导，非常神奇。 但是，这么好的性能，它很难加工。加工不了的东西，它的用途是非常有限的。 人类的所有的材料靠什么加工？第一是融化，靠加热升温。还有一种是溶液，就是把它分散在溶剂里面。但是最完美的石墨烯，它就无法在溶剂里面分散。当然它的熔点太高了，所以它又无法用熔融加工。 怎么办？这就是科学家要解决的问题。我们换一个思路，把它的表面有一部分碳转变成氧，叫氧化石墨烯。它可以加工，可以溶解，在水里面都可以分散。 
你看水里面分散，像一杯橘子水一样的，一涂就是一张膜，就这么简单，纺丝它一根纤维就出来了，所以4F它能够做出来，因为它的溶解性好。 但是它有个缺点，你看它上面有孔洞，那些力、电、热、声、光都衰减了，甚至没有了。当我把它做成材料的时候，我又可以通过一个适当的手段，光学的或者是化学的手段给它还原回来，让结构得到修复，这样就解决问题了，所以我们的焦点就是做氧化石墨烯。 我们中国的石墨矿占全球的70%，这就是老祖宗给我们留下的真正的宝藏。如果我们把这么大的矿产资源用起来，变成石墨烯，然后石墨烯技术连接所有的其他技术，咱们国家不强盛都难。 
石墨烯要走向千家万户，关键看四个问题，第一呢就是石墨烯的原料怎么大量制备出来。第二个，制备出来，它的应用有两种形式，第一种形式就是制备出来，像纸一样的，要一张张叠起来，这就叫宏观组装。第二个就是分散，像撒味精一样的。 最终当然我们要实现器件，要达到碳文明，要做出碳的芯片，当然还远远不止芯片。 石墨烯产业化，大家也听了很多了，它要分阶段来推进。所以我提出的是一个阶续论，分阶段接续去奋斗，把问题解决。 我提出一个三生模型，第一个生就是伴生，伴生石墨烯做什么呢？功能的添加。石墨烯在里面就是起味精作用。它和传统材料结合在一起，提升传统材料的性能转型升级。 第二个阶段就是共生，就是石墨烯起到功能的主体。大概在今年到明年要开始爆发了。 最终我们期望的当然是创生，就是颠覆性的应用。包括我们刚才说的芯片，包括5G，包括未来的6G，包括光电子器件，还包括海水淡化，这些都是颠覆性的技术。 
但是我的观点是什么？它是一个阶段一个阶段来的。你没有前一个阶段突破，没有积累，特别是没有资金的积累，后面是很难的。当然，你如果听到一个技术马上就可以产业化，那也是不可能的。 石墨烯像一个基因非常强大的婴儿，出生了以后，他还不能马上去干什么事，先小的时候打打酱油，就相当于伴生。然后大学毕业找个工作养活自己，相当于共生。那么最终他经过社会的历练，或者是经过一系列的研究获得了一些成果，那么他创造的颠覆性的东西，这就是跟一个人的成长是一样的。所以我们要伴随着它的成长，享受它带来的红利。 下面我举一个例子，刚刚我们实现了单层氧化石墨烯的规模化制备。商业化指标已经是规模化制备，不是实验室制备了，并且获得了国际的认证。 我们还把它应用起来，开发了下游的一个应用产品，也就是用在我们的纤维里面。纤维的认证也是第一个，目前也是全球唯一一个，意味着我们石墨烯进入了单层时代，进入了有序发展的时代。 我们第一个应用是做纤维，纺织，它的市场巨大，它是整个产业革命的先驱。第二产能巨大，中国每年生产的化纤5000万吨，占全球的70%，同时还生产多少衣服呢？456亿件。这就是我们的产能。 
通过石墨烯最前沿技术的植入，颠覆传统产业，原来传统的纤维，所有的技术都是老外的，我们通过石墨烯的植入，立马跳出了包围圈，形成自己的全链条，自主知识产权。 我们技术出来以后，核心进行了真正的升级。所以我们小康社会要做出满足人们小康需求的服装，这就是石墨烯服装。 第二个技术，共生。我举个例子，就是发热，第一个就是取暖，咱北方冬天马上要供暖了，现在都是烧煤，污染很严重，能耗非常大，我们用电来取暖，类似于这样地毯一样的，直接插电就可以，那么电能直接转化成热能，它能源转换中间的程序很短，所以它的转换效率非常高，接近90%以上，能耗很低，同时它也没有污染，很安全。 第二个，健康理疗，不光是房间里面，你还有床上用品，石墨烯的除了发热以外，它是远红外，远红外对人体和人体的自动发的光波的波长完全的是重叠的，所以它对人体健康是非常有利的。所以两大应用，这个市场都非常大，这是共生。 
创生，我也举个例子，含碳90%以上的纤维叫碳纤维。碳纤维是我们国家的一个战略性的材料，军工领域应用非常广，比如战斗机整体的外壳，大的民航客机、波音和空客A380等等，有一些汽车也开始用了，水里游的都可以用到。 国之重器都需要它。它是日本人发明的，同时现在日本也做得最好，当然也是受美国控制的，美国人说哪里不能卖那就不能卖。 
我们用石墨烯直接纺丝，做出了石墨烯碳纤维。这什么概念？就是我们真正从源头实现了颠覆，传统的聚丙腈，它的纤维是通过石油做成单体，它是液体，我是固体，这个东西，你说有可能超越它吗？当然完全可以。 同时它（石墨烯纤维）的导电和导热性非常好。这就是我们人类追求的极致的材料，叫结构功能一体化。 比如说一个外壳，一架飞机，它既可以承重，这叫力学性能，同时它又可以防电磁屏蔽，就是防雷击，防止其它的一些电磁干扰。 那么现在怎么做的？现在多层，一层接一层，一层接一层。所以你要把这种材料做出来了，真正的原理上颠覆，性能上颠覆，最后应用上实现颠覆。这就是创新的应用。 科学本身就是一个市场，但是只是很多人没有发现。第一个市场2R。第二个市场2B，大家都知道，第三个2C，逐渐推到终端，面向国家需求，解决国家重大问题，将来才能够实现人类共同进步，中华民族在人类文明史上才能书写光辉的一页。 
未来烯世界是什么样子的？智芯能电感，现在人工智能芯片、能源、电力、传感。将来所谓的6G或者是无人驾驶，全要传感器。 传感器靠什么？靠高性能的传感器加算法，就这么简单。 未来星空天地海都可以，烯用疆无边，所以应用是无穷无尽的，这就叫烯碳文明。 | 
发表于 2022-3-18 13:01:01
