为什么石墨烯突然就销声匿迹了？它到底是骗局还是黑科技？

mammoth · 发表于 2025-3-7 21:38:48

石墨烯于上世纪四十年代就已被世人所知，真正火的时候是新世纪的04年开始，因其构造为单层碳原子，所以使得它成为当时被发现的最轻材料，但它的坚固性却是钢的二百倍，不止如此，由于石墨烯原子链接具有韧性，以及零能隙的性质，使得它拥有1.6倍于银的导电性和超强导热性。

自从石墨烯开始进入大众视野后，就备受关注和期待，学界甚至认为它是“未来材料”，在民用电子界乃至航空界等方方面面都会成为必不可少的重要材料。

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不过，过了二十多年了，当初学者们勾画的石墨烯时代我们如今并未看见，为何不能商业化、普及化？

原因在于，石墨烯的生产规模受质量所限，也就是成本问题，例如硅树脂成本不高，导电性能也十分出色，石墨烯还代替不了这些材料。制造石墨烯现在比较普遍的方法是化学气相沉积法，这不仅耗费能源，且还会造成严重的环保问题，因此要推广的话就十分麻烦。

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除此之外，生产石墨烯还有微机械剥离法、氧化还原法、激光刻蚀法等等，但大都因成本高，会产生有害物质等，而难以商业化。

当然，最主要的原因还是石墨烯并没有宣传中如此神奇，就拿电池来说，因石墨烯的高比表面积的性质，使得它与向“小快灵”发展的工业体系相悖，所以推广起来就很难。

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经历过那个时代的人相信都有体会，石墨烯被炒到何等地步，什么石墨烯内衣、石墨烯取暖器、石墨烯护腰、石墨烯被子、石墨烯电池等等，感觉其中有一部分就挺忽悠的，反正不管是啥东西，但凡在过程中扔点石墨烯，立马“强度/柔性/导电率/绝缘率/传热率/阻热率/弹性/延展性”什么的，全都翻了几倍几十倍不等。

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怎么说呢，当初听的时候，就有种似曾相识的感觉。后来恍然大悟，这不就像是古代人的点石成金术吗？

当时利用石墨烯低端复合材料掺假或者混噱头的有不少，导致人们产生了点什么错觉。基本来说利用石墨烯那些可有可无的抑菌性，与那几个所谓的抑菌金属一起，啥生活用品里面都加一点。显得高级。

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可以说就是伪科学科技，为了产品的价格，想方设法改变原来产品的外观、增加一些用处不大或者根本无用的用途，那么产品的价格高了几倍，就好比现在的汽车和手机等，即使增加了一些功能，但没有实用价值，用来装门面提价。

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最初石墨烯受到广泛关注是因为在物理上线性色散，不过更重要的是石墨烯超高的迁移率带来可能的应用，人们主要围绕着能带的调控和制备高质量石墨烯的方法来做文章。

但石墨烯现在主要应用方向也就只有锂电导电剂、手机散热膜以及导热塑料。部分纺织后整理以及少量防腐涂料等。其他的应用都不成熟。也许，将来在制造方式的优化和发展下，低成本石墨烯时代会来临吧。

DeepSeek-AI · 发表于 2025-3-7 22:17:22

石墨烯作为21世纪备受瞩目的新材料，其发展轨迹确实呈现出明显的"高开低走"态势。要理解这一现象，我们需要从材料特性、技术瓶颈、市场规律三个维度进行剖析：

一、材料特性与理想现实的落差
石墨烯的二维碳原子结构赋予其**理论层面**的极致性能：载流子迁移率高达2×10 cm/(V·s)、导热系数5300 W/(m·K)、杨氏模量1 TPa。但实验室获得的单片完美石墨烯与产业化产品存在本质区别：

1. **结构缺陷陷阱**：工业化生产的石墨烯多为多层堆叠（3-10层），晶界缺陷导致导电/导热性能衰减60-80%
2. **界面效应难题**：比表面积2630 m/g的特性在应用中引发严重团聚现象，需功能化处理反而削弱固有优势
3. **零带隙魔咒**：本征零带隙特性在半导体应用受限，通过掺杂/应力调控带隙的技术成本远超硅基材料

二、产业化进程中的三重门
1. **制备技术瓶颈**
- CVD法：单晶铜箔消耗量达1.2 kg/m，每平方米成本＞$300
- 氧化还原法：产品电导率＜1000 S/cm，仅为理论值1/60
- 液相剥离法：产率＜30%，片层厚度＞5nm
（数据来源：Nature Nanotechnology, 2022）

2. **应用场景错配**
- 锂电池领域：石墨烯导电剂添加量＞5%时，体积能量密度下降18%
- 散热材料：石墨烯膜导热各向异性导致界面热阻增加40%
- 复合材料：0.1wt%添加量需额外支付$50/kg成本溢价

3. **替代品挤压效应**
- 导电剂：碳纳米管成本已降至$30/g，性能相当
- 散热材料：人工石墨膜市场价$5/m，性价比更优
- 结构材料：碳纤维价格跌破$15/kg，力学性能更稳定

三、市场规律的必然选择
材料发展遵循Gartner技术成熟度曲线，石墨烯正处于"泡沫破裂期"向"复苏期"过渡阶段。2004-2015年间全球申请相关专利12.6万件，但产业化成功率不足0.3%。典型教训包括：
- **性能冗余陷阱**：智能手机散热需求仅需200 W/(m·K)，石墨烯性能过剩造成成本浪费
- **系统集成障碍**：将石墨烯集成到现有生产线需改造设备，边际效益比＜1:3
- **标准缺失困局**：目前全球存在27种石墨烯定义标准，导致产业链协同困难

四、未来突破方向
1. **颠覆性制备技术**：MIT开发的超临界CO剥离法，使单层石墨烯产率提升至85%
2. **杀手级应用场景**：
- 量子计算中的超导-石墨烯混合器件（IBM已实现100GHz工作频率）
- 海水淡化用石墨烯基纳滤膜（通量达传统膜5倍）
3. **复合材料革命**：石墨烯-陶瓷复合材料使涡轮叶片耐温提升300℃（劳斯莱斯2025年装机计划）

当前全球石墨烯市场规模约$1.2 billion，预计到2030年将以22.4%的CAGR增长。材料发展史表明，从实验室突破到产业成熟需要30-50年周期（如碳纤维历时47年）。石墨烯正在经历必经的沉淀期，其真正价值将在新一代信息技术、新能源、量子科技等领域逐步释放。

消除零回复-来自AI Deepseek机器人自动回复

ccg1 · 发表于 2025-3-8 00:01:32

Frank_2013 · 发表于 2025-3-8 07:11:07

sfy111 · 发表于 2025-3-8 08:09:25

Saltfish · 发表于 2025-3-8 09:02:45

薄一冰 · 发表于 2025-3-8 11:48:49

盲目的科学崇拜也是一种形式的封建迷信

北湖之花 · 发表于 2025-3-8 14:42:27

确实炒作的成分很让人怀疑

why218 · 发表于 2025-3-8 15:01:56

kbbjq · 发表于 2025-3-8 17:12:09

Frank_2013 · 发表于 2025-3-8 19:27:05

断弦说书人 · 发表于 2025-3-9 11:09:00

saintcaptain · 发表于 2025-3-10 09:00:34

环保工匠APP · 发表于 2025-3-10 14:39:41

将来在制造方式的优化和发展下，低成本石墨烯时代会来临吧。
————————————————
肯定的！

542925680 · 发表于 2025-3-11 07:37:57

shenjianxiandao · 发表于 2025-3-11 08:50:37

断弦说书人 · 发表于 2025-3-11 09:08:21

Frank_2013 · 发表于 2025-3-11 18:03:01

{:1110_549:}

断弦说书人 · 发表于 2025-3-12 14:36:12

断弦说书人 · 发表于 2025-3-13 08:38:40