基本介紹
- 公司名稱:石墨烯
- 總部地點:上海
- 經營範圍:石墨烯,房地產
- 公司性質:上市公司
簡介,背景知識,媒體關注度,代表股,中國寶安,方大炭素,其他石墨烯,未來展望,
簡介
石墨烯概念股是指石墨烯行業以及相關行業類個股。
背景知識
石墨烯出現在實驗室中是在2004年,當時,英國曼徹斯特大學的兩位科學家安德烈·傑姆和克斯特亞·諾沃塞洛夫發現他們能用一種非常簡單的方法得到越來越薄的石墨薄片。他們從石墨中剝離出石墨片,然後將薄片的兩面粘在一種特殊的膠帶上,撕開膠帶,就能把石墨片一分為二。不斷地這樣操作,於是薄片越來越薄,最後,他們得到了僅由一層碳原子構成的薄片,這就是石墨烯。這以後,製備石墨烯的新方法層出不窮,經過5年的發展,人們發現,將石墨烯帶入工業化生產的領域已為時不遠了。
媒體關注度
經過數年探索,國內石墨烯技術終於有了突破性進展。2013年1月22日,中科院重慶研究院實驗室研發出國內第一款15英寸的石墨烯觸控螢幕。石墨烯是一種由碳原子按照六邊形進行排布並相互連線而成的碳分子,其結構非常穩定。石墨烯具有高導電性、高韌度、高強度、超大比表面積等特點,在電子、航天軍工、新能源、新材料等領域有廣泛套用。
石墨烯在電子行業的套用中研發的方向主要有四個領域,包括1、石墨烯可替代晶矽套用在將晶片領域,將晶片速度提高到THZ級別。全球每年半導體晶矽的需求量在2500噸左右,石墨烯如果替代十分之一的晶矽製成高端積體電路,市場容量至少在5000億元以上。
代表股
國內還沒有能夠實現石墨批量化生產的企業或研究機構,多數企業只能小量生產石墨烯,所使用的生產技術多為氧化還原法,生產出的石墨烯溶液也存在很多技術上需要突破的問題。
從需求上看,石墨烯沒有形成下游的套用和需求,最大的套用還是為各大科研院校的實驗使用,大規模產業套用尚需很長的時間。
中國寶安
中國寶安是石墨烯的代表股。子公司貝特瑞公司在原有石墨技術的基礎上,開始了石墨烯的研發和產業化攻關。目前已完成石墨烯製備工藝的小試,正在進行中試,並已提交了該產品相關技術的發明專利申請一項。
中國寶安的惡劣影響:
2011年1月20日,中國寶安曾發布公告稱,公司的控股子公司深圳貝瑞特新能源材料股份有限公司,在原有石墨技術的基礎之上,已經開始了石墨烯的研發和產業化攻關,稱“已經完成石墨烯製備工藝的小試,正在進行中試,並且已經提交了該產品相關技術的發明專利。”深圳貝特瑞作為國內最大的鋰離子電池負極材料生產商,在負極材料技術方面擁有較強的實力,公司目前的石墨烯已經少量試產,未來一旦運用到負極材料中,將提升其性能,對其主營業務也有極大的促進。
而6月15日中國寶安發布公告:“對於公眾因貝特瑞網站披露‘擁有石墨礦產資源’的信息而產生的誤解,本公司在此表示歉意”。
深圳證券交易所認為,中國寶安子公司貝特瑞網站上曾有“貝特瑞擁有近2.68億噸儲量、適合於鋰離子二次電池用的優質石墨礦產資源,可以確保原料供給穩定、持續”的陳述,而中國寶安以公告形式披露公司目前沒有石墨礦。在是否擁有石墨礦的問題上,中國寶安表述和貝特瑞網站上的表述不一致。中國寶安沒有對子公司貝特瑞對外披露的信息進行有效管理和嚴格審查,造成公司股價異動,市場影響惡劣。
深圳證監局認為,中國寶安在信息披露和投資者接待方面存在以下問題:其一,對子公司網站刊登信息把關不嚴;其二,接待投資者調研工作不規範;其三,未及時關注媒體對公司的報導。
中國寶安在公告中稱:“這次持續幾個月被媒體輪番報導,成為市場關注的熱點,是本公司上市20年來第一次遇到。”
方大炭素
方大炭素是世界第三大的炭素製品生產供應商,目前已經具備了9000噸特種石墨的生產能力。作為國內最大的炭素製品生產企業,在產品研發和規模量產上都具有優勢,特別是在特種石墨產品的研發上具有技術優勢。公司是國內最大的石墨電極生產企業,產能近20萬噸,居亞洲第一,世界第三。
方大炭素在蘭州公司成立了國家碳素檢驗研究中心,石墨烯似乎也呼之欲出。此外,公司還將建成全球最大的特種石墨生產基地,針狀焦及超高功率石墨電極的綜合產能也將位居全球炭素企業首位。值得注意的是,方大炭素的產品廣泛套用於核能、航天等高科技領域。在核能領域,公司生產的反應堆用核石墨是核反應堆不可缺少的材料,被廣泛套用於核電站以及軍工領域。
其他石墨烯
天富熱電、豫金剛石以及炭黑概念股:龍星化工(002442)、雙龍股份(300108)、黑貓股份(002068)等。
未來展望
1.可做“太空電梯”纜線
據科學家稱,地球上很容易找到石墨原料,而石墨烯堪稱是人類已知的強度最高的物質,它將擁有眾多令人神往的發展前景。它不僅可以開發製造出紙片般薄的超輕型飛機材料,可以製造出超堅韌的防彈衣,甚至還為“太空電梯”纜線的製造打開了一扇“阿里巴巴”之門。美國研究人員稱,“太空電梯”的最大障礙之一,就是如何製造出一根從地面連向太空衛星,長達23000英里並且足夠強韌的纜線,美國科學家證實,地球上強度最高的物質“石墨烯”完全適合用來製造太空電梯纜線!
人類通過“太空電梯”進入太空,所花的成本將比通過火箭升入太空便宜很多。為了激勵科學家發明出製造太空電梯纜線的堅韌材料,美國NASA此前還發出了400萬美元的懸賞。
2.代替矽生產超級計算機
科學家發現,石墨烯還是目前已知導電性能最出色的材料。石墨烯的這種特性尤其適合於高頻電路。高頻電路是現代電子工業的領頭羊,一些電子設備,例如手機。由於工程師們正在設法將越來越多的信息填充在信號中,它們被要求使用越來越高的頻率,然而手機的工作頻率越高,熱量也越高,於是,高頻的提升便受到很大的限制。由於石墨烯的出現,高頻提升的發展前景似乎變得無限廣闊了。這使它在微電子領域也具有巨大的套用潛力。研究人員甚至將石墨烯看作是矽的替代品,能用來生產未來的超級計算機。
3.光子感測器
石墨烯還可以以光子感測器的面貌出現在更大的市場上,這種感測器是用於檢測光纖中攜帶的信息的,現在這個角色還在由矽擔當,但矽的時代似乎就要結束。去年10月,IBM的一個研究小組首次披露了他們研製的石墨烯光電探測器,接下來人們要期待的就是基於石墨烯的太陽能電池和液晶顯示屏了。因為石墨烯是透明的,用它製造的電板比其他材料具有更優良的透光性。
4.液晶顯示材料
從光學角度來說,石墨烯是一種“透明”的導體,可以用來替代現在的液晶顯示材料。目前的液晶顯示器利用的是以銦為基礎的金屬氧化物薄膜,而銦這種金屬十分稀有,預計在未來十年內就可能出現供應短缺。另外,與目前電腦、手機等電子產品的重要原材料矽相比,石墨烯也具有諸多優勢,因此它將來有望取代矽,在電子產品生產中得到廣泛套用。
5.新一代太陽能電池
石墨烯被寄予厚望的套用實例之一是轉換效率非常高的新一代太陽能電池。展望其今後的套用領域,首先是透明導電膜領域,其次是中間電極等領域。因為石墨烯不僅在代替ITO方面的性能或其柔性較高,而且只有石墨烯透明導電膜才能實現對於太陽能電池來說非常重要的特性。這個特性就是對於包括中遠紅外線在內的所有紅外線的高透明性。儘管紅外線占據了相當一部分的太陽輻射能量,但現有的大部分太陽能電池都無法把紅外線作為能量源來有效利用。這是因為除了有效的光電轉換本身不易實現之外,迄今多用於透明電極的ITO和FTO對紅外線的透射率實際上也比較低。
如果只要對於紅外線確保透明性就足夠了的話,材料的開發並不困難。不過,這種材料大多在原理上會面臨導電率大幅降低的問題。石墨烯幾乎是唯一一種能夠避免這種問題的材料。其原因在於石墨烯具有非常高的載流子遷移率。因此,即使載流子密度非常小,也能確保一定的導電率。這種材料是非常罕見的。
最近有些研究機構正在積極進行光電轉換層材料的開發,一些紅外線高效轉換技術也相繼面世。這樣一來,如果可以利用對紅外線透明度也較高的透明導電膜,那么就可期待實現遠遠超過現有太陽能電池的轉換效率。
目前,在這些開發活動中處於領先地位的廠商之一是富士電機控股株式會。該公司目前正在新能源產業技術綜合開發機構(NEDO)的“革新性太陽能發電技術研究開發”項目中,積極開發採用石墨烯的太陽能電池用透明導電膜。
不過,富士電機事實上已經放棄了迄今一直在研發的使用氧化石墨烯製作石墨烯片的工藝。同時作為替代方法導入了三星公司等也採用的熱CVD法。[散戶之友、收集整理]通過一系列自主改進得到的2層石墨烯片的“導電率將高達ITO的幾倍,並且能夠確保90%的光透射率等,已經達到能夠充分滿足性能指標的水平”。
有待解決的課題是量產性問題。“我們希望再能降低CVD法的工藝度。同時需要確立該方法中所使用的銅的再利用工藝。另外,還需要確認與太陽能電池半導體層的相容性等”。
6.其它套用
石墨烯還可以套用於電晶體、觸控螢幕、基因測序等領域,同時有望幫助物理學家在量子物理學研究領域取得新突破。中國科研人員發現細菌的細胞在石墨烯上無法生長,而人類細胞卻不會受損。利用這一點石墨烯可以用來做繃帶,食品包裝甚至抗菌T恤;用石墨烯做的光電化學電池可以取代基於金屬的有機發光二極體,因石墨烯還可以取代燈具的傳統金屬石墨電極,使之更易於回收。這種物質不僅可以用來開發製造出紙片般薄的超輕型飛機材料、製造出超堅韌的防彈衣,甚至能讓科學家夢寐以求的 2.3萬英里長太空電梯成為現實。
石墨烯這一目前世界上最薄的物質首先讓凝聚態物理學家們驚喜不已。由於碳原子間的作用力很強,因此即使經過多次的剝離,石墨烯的晶體結構依然相當完整,這就保證了電子能在石墨烯平面上暢通無阻的遷移,其遷移速率為傳統半導體矽材料的數十至上百倍。這一優勢使得石墨烯很有可能取代矽成為下一代超高頻率電晶體的基礎材料而廣泛套用於高性能積體電路和新型納米電子器件中。目前科學家們已經研製出了石墨烯電晶體的原型,並且樂觀地預計不久就會出現全由石墨烯構成的全碳電路並廣泛套用於人們的常生活中。
石墨烯還具有超高的強度,碳原子間的強大作用力使其成為目前已知的力學強度最高的材料,並有可能作為添加劑廣泛套用於新型高強度複合材料之中。石墨烯良好的導電性及其對光的高透過性又讓它在透明導電薄膜的套用中獨具優勢,而這類薄膜在液晶顯示以及太陽能電池等領域至關重要。另外,石墨烯在高靈敏度感測器和高性能儲能器件方面也已經展示出誘人的套用前景。可以說,石墨烯的出現不僅給科學家們提供了一個充滿魅力與無限可能的研究對象,更讓我們對其充滿了期待,也許在不久的將來,石墨烯就會為我們搭建起更加便捷與美好的生活。
總之,石墨烯幾乎完全透明,卻極為緻密,即使原子尺寸最小的氦氣也無法穿透。這些性狀可由量子物理學加以解釋。石墨烯與塑膠混合,可望形成導體,用於輸送電子,同時具備更強的機械性能和耐熱性能。石墨烯與塑膠複合,可以憑藉韌性,創製“新型超強材料”,兼具超薄、超柔和超輕特性。在特定領域內,如電子行業,石墨烯適合製作透明觸控螢幕、透光板和太陽能電池。如用於製造電晶體積體電路,石墨烯可望超越矽晶體,突破現有物理極限,使電腦運行速度更快、能耗降低。