05.30 石墨烯的價格真是居高不下嗎

石墨烯的價格真是居高不下嗎

每個人都同意石墨烯是一種神奇的材料。石墨烯比任何金屬都具有更好的電子移動性,它是一個原子薄,是撓性的,而且比鋼還強。2010年的諾貝爾物理學獎證實了這種材料的潛力,科學上的突破也在不斷髮展。石墨烯已被證明可以增強電池、太陽能電池、電子晶體管、柔性顯示器、傳感器和材料強度。每年都有成千上萬的專利申請,從石墨烯輪胎到柔性手機。

然而,更難以預測的是,石墨烯將在何時以及如何大量地進入市場。主要的爭論點是石墨烯的價格。幾年後,石墨烯的價格可能會低於硅,使石墨烯能夠進入所有市場。

石墨烯的質量影響了價格

石墨烯的價格與它的質量有關,並不是所有的應用都需要極好的材料質量。例如,石墨烯氧化物粉末(石墨烯與氧和氫結合)是不貴的,它被用於製造導電石墨烯紙,用於DNA分析,以及其他先進的複合材料和生物技術應用。石墨烯氧化物在溶液中的售價為99歐元每250毫升。然而,目前石墨烯氧化物的電子特性對電池、柔性觸摸屏、太陽能電池、led、智能窗戶和其他先進的光電應用程序來說都不夠好。

機械脫落的石墨烯(用著名的“透明膠帶”技術獲得)是小而高質量的薄片。到目前為止,去剝落的石墨烯具有最好的物理性能,達到了理論上預測的電流傳導、機械強度等。然而,機械脫落石墨烯的覆蓋範圍僅為每平方釐米幾片小片的數量級,對應用來說還遠遠不夠。此外,這種石墨烯的價格可以達到每片數千美元的數量級。

液相法石墨烯,高質量的石墨烯,為幾乎任何石墨烯應用提供了足夠的質量。液相法石墨烯的價格與生產體積和從銅基板上轉移到另一個底物上的成本有關。石墨烯的工業規模石墨烯技術導致了低的液相法石墨烯成本(見圖)。這種石墨烯的批量訂單可能比重要的半導體碳化硅要便宜得多。

石墨烯的價格真是居高不下嗎

技術降低了石墨烯的價格

在幾年的時間裡,石墨烯的價格可能會低於硅,使石墨烯能夠進入目前由硅主導的所有市場,如計算、芯片製造、傳感器、太陽能電池等。與此同時,石墨烯將繼續被用於其他材料無法支持的應用。例如,硅不能被集成到未來的柔性智能手機中,因為硅是脆弱的,並且會在彎曲時斷裂。石墨烯提供了一個有競爭力的解決方案。

石墨烯的價格並不像人們所期望的那樣高。人們必須記住,碳素纖維是在20世紀50年代發明的,但它的使用在30到40年的時間裡並沒有起飛。碳纖維面臨著一系列的挑戰,包括對市場的實施,這一過程太快,導致產品質量不佳。碳纖維在高級複合材料中無處不在。這種材料在長期的戰鬥中倖存下來,找到了與其他材料不可能的應用程序。也許石墨烯會沿著一條由獨特的應用保護的道路,而另一邊則是不斷的技術進步,這導致了石墨烯在未來幾十年的廣泛使用。


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