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石墨烯概念「石墨烯是什么材料」

更新时间:2026-06-27 09:52:05 股票3年前 (2023-04-05)50
这就意味着,哪怕厚度只有一毫米的石墨,它都是由多达上百万层石墨烯组成。因此,一般的做法是将石墨烯用浓酸处理,使其成为氧化石墨烯,这样就可以和其他一些物质发生作用了。总之,石墨烯以及氧化石墨烯是很昂贵的实验原料,以目前的技术而言,难以应用在量产的民用品中,更不要说耗材了。而导致肺部症状的所谓“石墨烯”,并不是真正意义的石墨烯,更有可能是活性炭而已。,石墨烯概念股非常之火,而在各行各业,石墨烯概念炒作也是不绝于耳。

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石墨烯是什么东西,对人体有什么危害吗

石墨烯以及氧化石墨烯是很昂贵的实验原料,以目前的技术而言,难以应用在量产的民用品中,更不要说耗材了。而导致肺部症状的所谓“石墨烯”,并不是真正意义的石墨烯,更有可能只是活性炭罢了。

石墨烯概念「石墨烯是什么材料」

孙亚飞

清华大学化学博士

最近十几年,石墨烯一直是材料学界的宠儿。这两年伴随着疫情的蔓延,有一些防疫用品竟也开始宣称使用了石墨烯原料,在市场上收获了不小的利润。

有意思的是,一度风光无限的石墨烯却也遭遇了滑铁卢,网络上出现了很多有关石墨烯口罩、石墨烯棉签会导致肺部疾病的传闻,并有人整理了氧化石墨烯(GO,石墨烯的衍生品)的各项罪状,大有一种秋后算账的架势。从内容上看,氧化石墨烯似乎已经被当成了生化武器。

图注:网传关于石墨烯的内容,氧化石墨烯似乎已经被当成了生化武器。

这些说法,从材料学的角度来说,可以说是漏洞百出。比如GO可能被5G频率激活,实际上就是无稽之谈,因为氧化石墨烯不是有机物,更不是具有生命功能的分子,它自然也就没有生物意义上的活性或非活性之说。甚至在列表中,本身就存在一些矛盾的说法,比如GO在口中会产生金属味,但是后面又说到它会导致味觉和嗅觉丧失。显然,这不过是某些无聊的人编写的笑话,讽刺那些把石墨烯或氧化石墨烯概念胡乱应用在各种领域的做法,只不过有些人把这些匪夷所思的说法当了真。

实际上,只需要反向思考这个问题就能明白这些说法有多荒谬——如果GO是一种化学武器,且同时具备这么多离奇的效果,那么投毒者有必要把它加工成棉签、口罩,甚至是花费九牛二虎之力,把它加入到疫苗之中吗?直接投在食物中,岂不是更简单?话说回来,我们来聊聊石墨烯是怎么和新冠疫情扯上关系的。

一、石墨烯是什么,它是怎么火起来的呢?

相信经过这么多年的宣传,很多人对石墨烯这个名词已经不陌生了,本质上它就是单层的石墨。

石墨是单纯由碳元素形成的一种晶体结构,生活中十分常见。例如铅笔芯,主要就是由石墨和黏土构成,石墨越多则笔芯越软,但写出来的字颜色却会更深。石墨之所以能够写字,主要就是因为它是片状结构,层与层之间很容易错位,在纸上摩擦的时候,就会留有痕迹。

每一片石墨都只有单层原子那么厚,因为化学性质类似于烯,便有了石墨烯的称号。这就意味着,哪怕厚度只有一毫米的石墨,它都是由多达上百万层石墨烯组成。

单层的石墨烯很不稳定,很容易团聚在一起,所以很久以来,并没有人相信真的可以获取这种物质。

2004年,英国曼彻斯特大学的科学家安德烈·海姆想出一种奇特而又简单的办法,把石墨放在两层胶带中间,通过撕胶带使石墨越来越薄的方式,居然第一次获得了石墨烯材料。凭着这个发明,他获得了2010年的诺贝尔物理学奖。

石墨烯一经问世,就因为它出色的性能吸引了材料学家的关注。例如它保留了石墨良好的导电性,但是因为只有单层原子那么厚,在超导性能方面极为突出。我国的天才科学家曹原在留学麻省理工学院期间,就以石墨烯为研究对象,深入探讨了超导的内在原理,连续发表多篇顶级期刊,震惊世界。

不过,纯粹的石墨烯应用起来比较困难,因为它没有活泼的化学基团。因此,一般的做法是将石墨烯用浓酸处理,使其成为氧化石墨烯,这样就可以和其他一些物质发生作用了。

尽管如此,石墨烯与氧化石墨烯还是没能走向民用品,因为它们的价格实在是太昂贵了,而且它的那些特殊性能,通常也不是民用品所需。至于市面上那些所谓的石墨烯产品,基本都是源于虚假宣传。

二、防疫用品里的“石墨烯”是怎么回事儿?

事情的起因,其实是因为加拿大卫生部的一项警告[1]。

2021年4月,加拿大卫生部称,一些人在佩戴了某口罩后,肺部出现症状,像是吸了猫毛一样不舒服。这些口罩都有个共同的特点,就是在口罩的包装上标有石墨烯(graphene)字样。研究发现,这些“石墨烯颗粒”会被肺部吸入。

相信很多人看到这里都会发现两个疑点:石墨烯为什么要被做成粉末放在口罩里?哪家口罩生产商这么土豪,竟能用石墨烯制作口罩?

其实这些问题也不难回答,只要找到加拿大相关文件的原文就可以了。

在这些资料中,赫然出现了如下内容:

翻译过来就是说,这些口罩是由中国山东某公司生产,标称含有“生物质石墨烯”。想不到居然成了我们出口给国外的产品,这多少有些令人意外。

这件事显然没有到此为止,因为我们还要追问,山东某公司是怎么生产的石墨烯口罩呢?

在该企业的官网上,不难找到关于生物质石墨烯的相关介绍,原来是用秸秆加工而成,但是产品图片中的这个黑色粉末,似乎有些不寻常。

图注:企业官网上的产品图片

继续查找该企业的专利技术,可以很容易找到这种生物质石墨烯的生产技术,倒是也有模有样。

只是仔细看过流程之后,就会令人感到好奇,这生产出来的到底是石墨烯呢,还是纳米级的活性炭呢?众所周知,活性炭也是碳元素的单质,本质上就是未能形成结晶的石墨,具有多孔结构。相比于制备难度很高的石墨烯而言,活性炭的制作并不困难。

进一步查询,还可以发现,早在2015年,这篇专利还存在疑问。简单归纳就是,参与发明的团队亲口承认,这一技术并不成熟[2]。

最后还有一点疑问,石墨烯固然性能优异,但是这些性能主要都是在电磁学和力学方面,它并不是抗菌能手,具有高吸附性的活性炭才是。

不恰当的命名方式,不成熟的制备技术,加上石墨烯口罩宣传的抗菌技术,都指向了同一个结论,就是这里的石墨烯,本质上就是一种更精细的活性炭。所谓的“石墨烯口罩”,原本就是一场乌龙,这也就难怪加拿大卫生部会调查出上述结果了。活性炭口罩在国内并不罕见,长期佩戴的确存在吸入颗粒的风险,因此,针对防疫需求,最简单的无纺布口罩反而更为合适。

总之,石墨烯以及氧化石墨烯是很昂贵的实验原料,以目前的技术而言,难以应用在量产的民用品中,更不要说耗材了。而导致肺部症状的所谓“石墨烯”,并不是真正意义的石墨烯,更有可能是活性炭而已。

石墨和石墨烯是同一个概念吗

不是,石墨是一种质软、色黑、有光泽的碳素矿物,产状有六方晶体,也有叶片状或粒状块体,具导电性;用于制造铅笔、坩埚、电解的阳电极、润滑剂、原子能发电厂的慢化剂;

石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜,是一种只有一个原子层厚度的准二维材料,所以又叫做单原子层石墨。它的厚度大约为0.335nm,根据制备方式的不同而存在不同的起伏,通常在垂直方向的高度大约1nm左右,水平方向宽度大约10nm到25nm,是除金刚石以外所有碳晶体(零维富勒烯,一维碳纳米管,三维体向石墨)的基本结构单元。

石墨烯行业发展进入快车道,相关石墨烯概念股一览

一、前言

早两年随着供给侧改革,方大炭素股价的犀利走势让众人兴奋。,石墨烯概念股非常之火,而在各行各业,石墨烯概念炒作也是不绝于耳。

2019年,在工信部公布的《重点新材料首批次应用示范指导目录(2019年版)》中,高效能石墨烯散热复合膜、石墨烯改性防腐涂料、石墨烯改性润滑材料、石墨烯散热材料、石墨烯发热膜、石墨烯导热复合材料、石墨烯改性无纺布、石墨烯改性电池、石墨烯改性发泡材料等9种石墨烯材料入选。

另外近几年受 5G应用带来的新材料开发需求增加 和 “进口替代”需求增加 影响,石墨烯产业正迎来难得的发展机遇。

石墨烯是目前世界上已知最薄、最坚硬、导电性和导热性最好的材料, 可以运用在计算机芯片上,大幅度提高计算速度。用石墨烯作为导电添加剂,可以显著提高锂电池的充电速度和综合性能。所以人们称它为材料之王。

二、国内市场产业规模

国内石墨烯的行业集中度较低,仍处于完全竞争的阶段,尚不及预期。截止至2017年,中国石墨烯产业规模达到70亿元,较2015年增长了10倍还多,2018年中国石墨烯市场规模有望达到280亿元,因为起步晚,所以未来空间很大。未来五年年均复合增长率约为70.48%,发展势头十分迅猛。

我国石墨资源丰富,其基础储量占世界总储量的24%左右。我国石墨烯企业分布态势已经形成为 以“长三角”为聚集区,其他多地碎片化发展的产业格局。其中,无锡、常州、德阳、重庆、上海等地已形成初具规模的石墨烯产业集群。

从事石墨烯产业化方向的代表公司有辉锐 科技 、常州二维碳素、无锡格菲电子等,而 石墨烯粉体由于下游应用较为广泛分散,多数公司从自己主业出发,研究石墨烯粉体,用作主业产品的添加剂和助剂。多家上市公司有涉及。

虽然发展很快,受益于5G的推进和国产替代双重利好的加持。但整个产业尚存在基础性、关键性技术待突破,石墨烯产业化应用停留在初级阶段等难题,后期如果能在产业链上下游之间,不同区域之间企业强化分工合作,共同推进诸如降低原材料成本,提升原材料品质等共性关键技术的研发,则会带动产业链取得更大突破。

三、石墨烯未来可能出现的使命

一路回顾芯片的发展史,从开始的锗金属,到现在的硅材料。锗一度是主流芯片材料,但鉴于其地壳含量小,成本高,性能不太稳定,被后来的硅材料替代。而目前硅芯片达到7nm,市场普遍认为,3nm是硅芯片工艺的物理极限,就目前看,漏电和散热不佳已经是出现的问题。那么将来谁来替代硅材料。包括石墨烯、磷烯、硼烯等有希望成为主流材料。

石墨烯是最突出被看好的一个,其本身不光是二维超导材料,还是碳纳米材料,早在2012年,IEEE(电气和电子工程师协会)就在《超越摩尔》中写道,未来半导体工业可能从“硅时代”进入“碳时代”。碳纳米材料石墨烯可能在未来代替原来的硅基材料。

新材料(石墨烯)、基因工程、核聚变、人工智能、量子技术被称为可能点燃第四次革命的五大领域。美国特斯拉实验室有一款石墨烯电池,充电十分钟,可以跑一千公里,只是价格太贵,如果石墨烯整体技术成本降下来了,则完全可以替代硅材料,进入一个新的 科技 时代。

四、石墨烯相关概念股部分如下:

1、东旭光电(000413) :2015年3月,公司与北京理工大学签署了《石墨烯新材料产学研合作及投资协议》,合作开展石墨烯新材料研发、产业化、市场经营、项目投资。双方将合资设立子公司作为石墨烯新材料的技术孵化与产业运营平台。

2、宝泰隆(601011) :2015年5月份,公司拟通过技术引进在七台河建设100吨/年石墨烯工业化生产项目。该项目预计总投资18000万元,预计年利润总额25361万元。技术转让费用1500万元。公司拟通过该项目的建设实现产业转型升级,改善公司经营业绩,该项目符合公司发展需要和公司的战略规划,有利于公司的长远发展及保持公司业绩的持续和平稳。

3、碳元 科技 (603133):公司自设立以来始终专注于高导热石墨散热材料开发、制造与销售,是国内开发、制造与销售高导热石墨散热材料的领先企业。公司自主研发、生产高导热石墨膜,产品可应用于智能手机、平板电脑、液晶电视、LED 灯等电子产品的散热。目前,公司产品主要应用于三星、华为、VIVO、OPPO 等品牌智能终端。

4、方大炭素600516,公司是世界前列的优质炭素制品生产供应基地,涉核炭材料科研生产基地;主导产品覆盖各功率石墨电极、微孔炭砖、半石墨质炭砖等,涵盖4大系列,38个品种,126种规格上游领域拥有高品位石墨矿,18年产出石墨碳素制品18万吨;18年末参股立四川铭源石墨烯 科技 有限公司,通过从事新材料开发机技术孵化拓展生产力

5、华丽家族(600503) :2015年9月份,重庆墨希 科技 与华森心公司签订《石墨烯商务安全手机采购协议》。华森心公司向重庆墨希 科技 公司定制以石墨烯触控屏,石墨烯电池和石墨烯导热膜为核心组件的,符合国家保密局等保四级标准的国密算法硬件加密石墨烯安全手机,该手机主要面向金融业,政府部门和商务高端人士。

6、德尔未来(002631):2015年4月,股东大会同意公司以5亿元设立全资子公司苏州德尔石墨烯产业投资基金管理有限公司作为公司石墨烯新材料新能源对外战略投资平台。苏州德尔投资方向为:与科研院所开展产学研合作,为石墨烯全产业链发展提供技术保障;锂离子负极材料、超级电容器及其他新能源储能产业;未来将石墨烯复合材料应用于家居产品,并进一步通过产业投资基金利用石墨烯新材料在空气净化材料、污水处理等领域投资。

7、珈伟股份(300317) :2014年9月份,公司与清华大学签署石墨烯-硅薄膜太阳电池技术研发合同,在清华大学已有纳米碳-晶体硅太阳电池技术的基础上,就“石墨烯-硅薄膜太阳电池的研究”进行开发。合作期限3年,总价款300万元。内容涉及研发硅薄膜和石墨烯薄膜的制取工艺、设计和优化石墨烯-硅薄膜太阳电池结构、石墨烯-硅薄膜太阳电池的制作工艺和性能影响因素和石墨烯-硅薄膜太阳电池的相关科学问题等。合作的成果和知识产权双方共同享有。

8、大富 科技 300134,属于全产业链,上游石墨矿方面,拥有20余平方公里极易开采的露天石墨矿,已探明总储量4700万吨;中游制备方面,公司年产30吨薄层石墨烯量产线正式投产,并实现了划时代的1元/克以内的低成本高品质石墨烯产业化制造;下游应用方面,公司与内蒙古瑞盛新能源有限公司共同出资组建合资公司,共同开展石墨烯等石墨应用产品的生产、研发及销售的项目合作

9、欣旺达300207,属于产业链下游,下游应用方面,2016年4月,公司与南开大学签署了《技术开发合作合同》,双方就“石墨烯等新型电化学储能器件材料及其关键技术”项目事宜进行全方位合作,协议内容包括双方共建“石墨烯新能源材料联合研发中心”等.

10、东方材料603110,控股子公司新东方油墨与多凌 科技 战略合作,新东方油墨通过现有的成熟的油墨树脂研发生产技术为基础,开发适用于石墨烯应用的电子油墨的连接料树脂,借助多凌 科技 现有的石墨烯生产及应用技术,进一步合作开发适用于导电、导热应用的电子油墨产品和其他石墨烯产品.

11、伟星新材002372,公司石墨烯/水性聚氨酯纳米复合材料的制备方法目前已获得国家知识产权局授权.

12、华金资本000532,属于产业链下游,下游应用方面,间接参股(1.679%)的常州二维碳素主要从事石墨烯透明导电薄膜材料的研发与生产.

13、道氏技术300409,子公司昊鑫新能源的主要产品为针对动力锂离子电池用的石墨烯导电剂、碳纳米管导电剂和石墨负极产品。

14、杉杉股份600884,属于产业链下游,下游应用方面,石墨烯导电浆料目前已建成一条年产约400吨的生产线目前处于试生产阶段;与中科院宁波材料所合作开发的石墨烯导热垫目前处于产品工艺验证试验的中试阶段,距实现量产供货尚存不确定性

15、天奈 科技 688116,公司碳纳米管导电浆料按主要原料分类,可以分为纯碳纳米管导电浆料和石墨烯复合导电浆料。石墨烯复合导电浆料按配比7:3添加碳纳米管粉体、石墨烯与分散溶剂等其他原材料混合搅拌、研磨而制成,其主要应用于磷酸铁锂锂电池领域。公司石墨烯产品主要配合碳纳米管产品使用。公司不单独生产石墨烯粉体产品,而是在生产石墨烯复合浆料的过程中,先采购膨胀石墨,经过物理剥离、分散后在溶剂中制备出石墨烯,再加入碳纳米管粉体直接制备成石墨烯复合导电浆料。报告期内公司生产石墨烯均为了制备石墨烯复合导电浆料。

16、正泰电器601877,属于产业链下游,下游应用方面,2016年12月8日晚间公告,公司控股子公司正泰西班牙收购西班牙GRABAT公司合计25%的股权,GRABAT公司正大力开展石墨烯电池的产业化推广;16年5月公司子公司与中国船舶重工集团动力股份有限公司签订了战略协议,研发高性能石墨烯铅酸蓄电池;正泰电器是正泰集团从事石墨烯电池产业的唯一运作平台。

17、沃特股份002886,公司与清华-伯克利深圳学院开展技术交流,以期共同探讨并开展石墨烯在高分子材料领域的应用研究。另外,公司目前拥有一项直接石墨烯复合材料相关授权发明专利。

18、中国动力600482,属于产业链下游,下游应用方面,与上海新池新能源合作研发高性能石墨烯铅酸蓄电池、锂电池。

19、金城医药300233,属于产业链下游,下属山东金城石墨烯 科技 有限公司参与研究开发石墨烯产业化制备技术及石墨烯有机纳米过滤膜技术研发项目,拥有氨基化石墨烯及属锰氧化物石墨烯复合材料的制备方法专利

20、 中天 科技 600522,属于产业链中游和下游,中游制备方面,2017年1月5日晚公告,全资子公司上海中天铝线在石墨烯制备方面取得重要突破;下游应用方面,全资子公司上海中天铝线在应用于新型金属基石墨烯复合材料方面取得重要突破。

21、彤程新材603650,公司持有北京石墨烯研究院有限公司16%的股权,该公司主营石墨烯技术的基础研究和产业化应用。

22、南都电源300068,属于产业链下游,下游应用方面,拥有领先的铅炭电池专利技术,可实现铅粉与石墨烯碳材料的均匀混合。

23、莱宝高科002106,2014年9月16日,公司在互动平台表示,公司与中科院重庆分院关于石墨烯的合作尚未进入实质合作阶段。公司同时透露,由于石墨烯材料尚未成熟,且存在一定的应用缺陷,公司与行业相关企业合作开展应用于触摸屏的研究尚未开发出样品。

24、乐通股份002319,属于产业链下游,下游应用方面,2013年1月,公司与宁波墨西 科技 有限公司签署《石墨烯油墨项目合作协议》,双方商定组建合资公司从事石墨烯油墨的研发和生产,计划总投资1亿元人民币。

25、长信 科技 300088,属于产业链下游,下游应用方面,公司与上海师范大学联合成立石墨烯实验室,主要是研发电池材料和电子油墨两个方面。

26.安利股份300218,公司正在研发的项目有铜石墨烯电接触复合材料及其一体化焊接工艺的研究。

石墨烯概念股龙头股有哪些

石墨烯是目前世界上最具投资潜力的新材料之一。石墨烯的应用可以大大提高电池的续航能力,对新能源技术的发展起到非常重要的推动作用。中国的石墨烯产业发展非常快,很多优质企业如雨后春笋般涌现。我国石墨烯企业主要有天奈科技、方大炭素、杭电股份、宝泰龙、炭素科技、华丽家族、德尔未来、东方材料、杉杉股份等。

天奈科技股票代码为688116,上市公司名称为江苏天奈科技股份有限公司,主营业务涵盖RD,生产和销售纳米级碳材料及相关产品,包括石墨烯复合材料。公司2019年上市,总市值348亿元。

方大炭素股票代码为600516,上市公司名称为方大炭素新材料科技股份有限公司,主要从事石墨及炭素制品、锂离子电池负极材料、石墨烯及下游产品的生产和销售。公司2002年上市,总市值386.3亿元。

宝泰隆股票代码为601011,上市公司名称为宝泰隆新材料股份有限公司,主营业务为焦炭及其他焦化产品的生产和销售。该公司于2011年上市,总市值81.36亿元。

碳元科技股票代码为603133,上市公司名称为碳元科技股份有限公司,主营业务涵盖高导热石墨散热材料的研发、生产和销售。公司2017年上市,总市值20.19亿元。

东方材料股票代码为603110,上市公司名称为新东方材料股份有限公司,主营业务涵盖油墨、粘合剂的生产。该公司于2017年上市,总市值60亿元。

德尔未来股票代码为002631,上市公司名称为德尔未来科技控股集团股份有限公司,主营业务涵盖RD、石墨烯、智能家居、木地板的生产和销售。公司1997年上市,总市值50.98亿元。

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