内蒙古矿业集团总经理苏日勒格告诉记者,石墨产业作为当前引领绿色工业革命的重要动能,已成为抢占科技创新制高点、加快经济转型、实现产业升级的重要途径。面对石墨市场需求不断扩大、产品细分不断深化的客观局面,石墨产业在重新洗牌、创新突破中也迎来了难得的重大机遇。
迎难而上,勇于作为。我区已出台《内蒙古石墨新材料产业基地建设方案》,确定:力争用10年时间,将内蒙古打造成为全国领先的石墨新材料创新发展引领区、产业发展先导区和应用示范先行区,形成较为完备的产业体系,实现石墨新材料制备与产品开发、应用与技术服务的联动发展。
点上布局,面上谋篇。登极远眺,石墨烯产业正如一颗的璀璨新秀在祖国正北方焰焰生辉。
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2010年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,两位最早发现并揭示石墨烯独特性质的科学家获得当年诺贝尔物理学奖。石墨烯从此进入大众视野,成为材料家族中光芒四射的新星。
石墨烯不是一种天然存在的材料。人们常见的石墨是由可以机械剥离的石墨片组成。由于石墨片层与层之间作用力较弱,当石墨被剥离至单层,仅有一个碳原子的厚度时,这层石墨片就是石墨烯。它是由碳原子紧密排列而成的蜂窝状结构的二维材料,看上去近似一张六边形网格构成的平面。
在材料大家族中,石墨烯只是个晚辈。2004年,海姆和诺沃肖洛夫领导的研究小组,将石墨片黏在两片特殊的胶带之间,撕开胶带,石墨片就被减薄,一分为二。如此反复操作,薄片越来越薄,最终在显微镜下发现了石墨烯。人们发现,它的厚度只有0.34纳米,一片1毫米厚的石墨片由近300万层石墨烯堆垛而成。
石墨烯具有非凡的导电性能、超出钢铁数十倍的强度和极佳的透光特性。
石墨烯具有完美的二维平面结构,它蕴含的丰富而新奇物理现象的奥秘就来源于此。
石墨烯拥有完美的对称正六边形结构,非常稳定,而且各个碳原子之间的连接很柔韧,即使受到外力冲击,也可以通过弯曲变形来维持稳定。
这一独特结构使石墨烯几乎集合了世界上众多材料的最优质品质。据测试,它是迄今为止自然界中最强的二维材料,强度通常为普通钢材料的数十倍。有人曾测算,一块1平方米的石墨烯吊床足以承受一只4公斤重的猫,而该吊床的重量仅为0.77毫克,比猫的腮须还轻,肉眼根本看不到。
最让科学界瞩目的,是它超强的导电性能。中国科学院半导体研究所研究员谭平恒介绍,石墨烯具有独特的线性电子能带结构,其传导电子是无质量的狄拉克费米子。电子在石墨烯中运动几乎没有阻力,迁移速度极快,是世上已知的电阻率最小的材料。因为这一特点,石墨烯被期待可用来发展更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。
石墨烯还有优异的室温导热性和透光性。它的导热性能优于碳纳米管和金刚石,且几乎完全透明,只吸收2.3%的光。透明、良好的导电特性,使它极适合制造透明触控屏幕、光板、甚至是太阳能电池。

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