1965年,还在仙童半导体公司工作的高登·摩尔为《电子学》杂志写了一篇文章预测说,未来集成电路中晶体管的集成度将会每18~24个月翻一番,这就是著名的摩尔定律。当人们享受着CPU的制造工艺不断提升所带来的性能提高和功耗下降等好处时,殊不知,加工工艺的提升也几乎到头了。
因此,寻找替代硅工艺的材料,便成为一个很现实的问题。尽管量子计算、生物计算性能强劲,但毕竟那还是遥不可及的美好远景。碳纳米管虽然表现突出,但未来在工艺实现上,要“安顿”好那么多小管子可不是件容易的事。
直到2004年,英国曼切斯特大学的研究人员安德烈·盖姆和科斯提亚·诺沃谢夫在石墨烯方面的研究,让人们看到了新的希望。他们用了“土”办法来得到石墨烯:用胶带从石墨块上粘下一片很薄的石墨,然后反复撕扯胶带,不断分解石墨。
自从石墨烯问世,这种“比钻石硬、比钢强,比铜更导电导热”的诡异材料就受到全世界的热捧。硬度比莫氏硬度10级的金刚石还要高,但却又有很好的韧性,可以弯曲。而且电特性更为出众,它的电阻率约为10-6 Ω·cm,是目前已知导电性能最好的材料。
那么什么是石墨烯,或者说石墨烯的准确定义是什么呢?按照严谨规范的定义,石墨烯就是单层碳原子构成的网状微观物质,又称单层墨,是典型的二维材料。例如单层石墨烯也就是单层碳原子层厚度约为0.334纳米,当然其他原子也在这个数量级上。
然而目前已经量产的所谓石墨烯,基本都是以粉体状态供货的。而且会冠以“多层石墨烯”的名号。对此我只能给出“呵呵”二字。按照严格定义石墨烯只能是单层碳原子的形态,既然如此又何来的“多层石墨烯”之说?
而且现在我们可以看到“石墨烯”这个名字出现在各行各业的各种产品之中:在电池中它扮演起导电添加剂的作用,而在这之前,石墨以及碳粉应用在电池工业中也是常见到不能再常见的:电池的负极本身就是碳。
“石墨烯”开始染指汽车行业
而近几年,所谓的“石墨烯机油”产品也跃然眼前。有一些甚至进入央视节目现场,在镜头面前做起所谓的现场对比试验。我们可以看到现场画面中主持人拿出一台“抗磨测试机”,在机器的对比测试下,国际一线品牌的机油纷纷败下阵来。
事实上这种机器叫做“砝码机”,仅仅只是用来测试机油的“极压抗磨”的。事实上齿轮油的极压抗磨远高于发动机油,哪怕是最便宜的齿轮油都能在砝码机上轻松赢了发动机油。石墨作为机油添加剂其实是几十年前就有的技术了。
那么石墨烯添加与机油中效果又如何呢?根据目前各大院校实验室的反复测定,机油中添加一定量的“少层石墨烯(5层以下)”能明显降低金属的磨损量。但效果与传统石墨添加剂相比并没有表现出优越性,成本却高的多。因此可以得出结论:石墨烯机油只是一个噱头。
除了石墨烯机油,我们现在甚至都能看到石墨烯刹车片。众所周知,刹车片与刹车盘之间的摩擦系数越稳定,那么刹车效能发挥的就越出色。从石棉到玻纤,从玻纤到陶瓷纤维,刹车片的发展一直都在不断的加强摩擦系数的稳定性。
在石棉刹车片因为环保问题而走下神坛之后,取而代之的是碳系材料,特别是碳粉和石墨成为刹车片中摩擦材料的首选。那么这个石墨烯刹车片又是什么来历呢?我们通过查阅专利文件,发现媒体报道的江苏盐城的那家公司(发明石墨烯刹车片的企业),关于刹车片的专利都是石墨摩擦料刹车片,而丝毫没提到石墨烯(他家的专利是如何把秸秆变成石墨)。由此聪明的我们大概明白了石墨烯刹车片究竟是个什么鬼了!
“中国式”炒作实在令人反感
中国的生意人就天生喜欢一窝蜂。说白了就是炒作话题,石墨烯发明出来了,一看性能居然好的如此逆天,于是就大家一起上,什么石墨烯电池、石墨烯电线电缆、石墨烯轮胎、石墨烯地暖……这不,石墨烯机油,和石墨烯刹车片都出来了。
石墨烯是高科技,但真正的石墨烯(单层)的很金贵,比黄金都贵,所以现在还无法应用于工业生产。5层以内的石墨烯现在价格也不低,而层数更多的石墨烯其实和石墨粉没啥区别,意义不大。看到这个话题,心里还是满难过的,为国人的虚假炒作宣传能力感到难过。
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