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足球分析:​“点金石”石墨烯:美国卖5000元/克,中国卖3元/克【背后原因揭秘】

时间:3个月前   阅读:7

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纵观历史,炼金术士们一直痴迷于可以把廉价物转变成高价黄金的点金石。而如今,来自英国曼彻斯特大学、清华大学和中国科学院的科学家们已经证明,石墨烯就可以作为一种“点金石”,从只含有十亿分之几黄金的废料溶液中提取出黄金。


石墨烯的这项新功能看似神奇,但其工作原理却相当简单:将石墨烯加入到含有微量金的溶液中,几分钟后,纯金便转移到了石墨烯片上,不涉及其他化学物质或能量输入。而后,可以通过直接燃烧石墨烯方便地获得纯金。1克石墨烯能够提取近2克的黄金。而且由于石墨烯的价格每克不到0.10美元,而黄金的价格在每克70美元左右,利用这种手段回收黄金利润颇丰。


前阵子,网上传闻美国石墨烯卖5000元,中国石墨烯卖3元,这又是怎么回事?两者是同一样东西吗?其中的技术差距有多大?


石墨烯的扫描隧道显微镜照片


3万亿价值的石墨烯去哪里了?


在中文舆论里,有一个严重的错误信息,例如2018年,中国建设的石墨烯生产线年产量高达100万吨,石墨烯价格跳水到3块钱1克。


这是什么概念?


100万吨=1,000,000吨=1,000,000,000,000克


那么100万吨石墨烯价值是:3,000,000,000,000元,也就是3万亿元。


这3万亿元价值的石墨烯去哪里了?


实际上,如果简单搜索一下,我们会很容易发现这样的谬论遍及全网。

网络自媒体关于石墨烯价格的描述


美国5000元1克的石墨烯是什么?


大高密度存储里,有一项加热辅助磁存储技术(heat assisted magnetic recording technology,缩写为HAMR)。它需要激光加热读取磁存储数据。但激光会导致磁存储材料过热问题,因而需要散热保护,一般是在磁存储介质上覆盖一层3纳米的碳膜。

希捷公司的HAMR技术路线图


2021年5月17日有一篇研究论文,报道使用1-4层石墨烯大面积石墨烯薄层替代传统碳膜覆盖层,他们发现石墨烯比碳膜覆盖层具有更好的热稳定性、耐摩擦性能等。它有可能将磁存储密度提升到10Tb。


很显然,当这种用于类似高密度存储等高价值技术形态的单层或数层石墨烯,一旦通过解决核心技术瓶颈,将传统性能获得指数级提升,它才能实现5000元1克的商业价值。

图1:2021年5月17日发表在Nature Communication上的论文截图(参考1)

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3元1克的石墨烯是什么?


网文动辄千吨、万吨石墨烯,实际上都是指这种高度膨胀石墨粉。它是微米、纳米级的粉体,从外观形态上,与传统工业使用的炭黑很类似。本质上这是一个碰瓷石墨烯的称呼,它不具有我们学术研究上的石墨烯的任何光、电、磁、热等特异性质!


不论是它被放在“石墨烯”手机里,还是放在“石墨烯”电池里!


这便是网文里吹嘘的所谓“3万亿石墨烯”价值的本质!

某企业的宣传广告


如何把碳纳米管卖出5000元1克?


无独有偶,碳纳米管也是可是卖出5000元1克的价格的,它便是用在大家关注的EUV光刻机上。


EUV掩模版为了防止污染,前面是要放一个透明防护罩的,它的要求极高。早先是用多孔硅p-Si上面沉积SiNx薄层。但是它达不到高功率EUV光刻量产的要求。

ASML多孔硅掩模版防护罩实物图


因此,大约十年前,业内便开始研究基于碳纳米管的掩模版防护罩。目前该技术已经成熟,并且转移到日本公司进行批量生产,它将是未来高功率EUV光刻机掩模版防护罩的首选材料。


当然,今天我们也可以继续探讨石墨烯是否有机会取代碳纳米管EUV掩模版防护罩。它的价值远远超过5000元每平方米。

IMEC展示的碳纳米管防护罩


中文舆论为热衷于各种版本5000元卖3元故事?


中文舆论热衷于各种版本的5000元卖3元故事,一方面,我们没有掌握石墨烯卖5000元的技术;所以只能实现3元价值的产品。那么为何我们没有掌握石墨烯卖5000元的技术呢?这就又回到了石墨烯诺奖授予英国曼彻斯特大学的故事,以及菲尔兹奖授予美国或法国人的故事了--原创及原创技术的壁垒。另一方面,我们又没有磁存储产业、也没有极紫外光刻机产业,因此类似的石墨烯、碳纳米管卖5000元每克的事情又怎么会出现在我国的研究机构里?


然而5000元卖3元故事,既掩盖了一部分读者对于科技概念、对科技产业链、产业结构的认知盲区,又满足了舆论中部分人对中国产业发展的虚假的浮夸之风的追逐,因此它们注定会具有强大的生命力。


当然,也会有人认为做3元产品是产业发展不同阶段的客观现象,然而,这种观点只不过又展示了对科技发展根本目标的认知盲区,它与浮夸之风本身是匹配的。


这正是我需要在本文澄清的科技价值的基本认知。问题在于,我们需要更广泛的调查我们缺失了什么,以及我们需要怎样打造成千上万的“5000元1克”的石墨烯技术!


来源: 我是科学家iScientist 、Jim博士

注:文章内的所有配图皆为网络转载图片,侵权即删!

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