氧化石墨烯:我干15年材料,戳破这个吹了10年的产业化泡沫

去年给某锂电厂做散热改性方案,12个批次加了氧化石墨烯的样,全跪了。 说实话,我入行的时候氧化石墨烯刚火,那时候吹的是下一代新材料之王,什么能防弹能充电能治病,结果干到现在,我见过的量产项目,十个有九个扑街。

你买到的氧化石墨烯,99%都是氧化石墨碎渣

高纯度单层氧化石墨烯原子力显微镜图
高纯度单层氧化石墨烯原子力显微镜图
很多人搞不清氧化石墨烯和氧化石墨的区别。说白了,单层氧化石墨烯才叫石墨烯,只要两层以上堆着,本质就是氧化石墨,性能差两个数量级。 现在市面上卖的工业级氧化石墨烯,什么几十块一公斤,一百多一公斤,你拿去测测单层率。我去年拿某头部新材料公司卖的工业级货,送样去浙大做AFM表征,100个随机扫描区域,只找到3块完整的单层氧化石墨烯。剩下的全是十几层甚至几十层堆在一起的碎块,比氧化石墨粉好不了多少。 就这,还敢标单层率95%。脸呢? 真正能稳定做到单层率超过80%的货,全世界没几家能量产。而且你拿不到大货,要么是实验室少量制备,要么就是供特种军工项目,根本不对外开放卖。 实话实说,现在下游改性厂喊着我加了氧化石墨烯,99%加的就是便宜的氧化石墨碎,蹭概念罢了。

所谓“万能改性”,九成都是实验室数据骗局

氧化石墨烯改性塑料力学测试现场图
氧化石墨烯改性塑料力学测试现场图
你去搜论文,全是加了氧化石墨烯之后,强度涨多少,导热涨多少,阻隔涨多少,数据好看的不行。 为啥到工厂就不行? 实验室做样,用的是提纯几十次的单层样品,量才几克,搅拌超声能做几个小时,想怎么分散就怎么分散,加量都是精确到万分之一克。换到工业10吨反应釜试试?你混炼时间就那20分钟,氧化石墨烯本身亲水,疏水的塑料、橡胶基材里,一不加分散剂就团聚,一加分散剂又破坏表面结构。 我前年做改性聚丙烯导热,实验室加0.5%氧化石墨烯,热导率从0.3W/mK涨到0.4W/mK,涨了33%,当时客户都乐坏了,直接投了一条小试线,结果做出来1吨料,平均热导率才0.31W/mK,只涨了3%。 剖开料块看,釜底沉了一层黑糊糊的团聚体,全是氧化石墨烯粘在一块了,根本没散开。 那些发论文的,会跟你说这个?那些卖概念的公司,会把小试失败的数据放出去?不会,他们只会把最好看的那个数据印在宣传册上。 不过话说回来,真分散开了又咋样?氧化石墨烯本身是片层结构,要提升导热就得让它搭成导热网络,你加量低于1%根本搭不成网,加量上去了成本直接上天,还把基材本身的韧性毁了,得不偿失。

绕不开的死结,没人敢公开说破

绕不开的死结,没人敢公开说破
绕不开的死结,没人敢公开说破
氧化石墨烯现在产业化,有三个死结,一个都绕不开。 第一个是分散和性能的矛盾。氧化石墨烯亲水,大部分工业应用都要在疏水基材里用,你不改表面,分散不开,改了表面,等于给氧化石墨烯裹了一层绝缘惰性层,本来的高导热高比表面积全没了,改了和没改一样。这就是个死循环,到现在学术界都没找到能量产的解决办法,更别说工业界了。 第二个是成本。刚才说了,真纯度够的氧化石墨烯,一克要80块,换算成公斤就是8万块。你做一吨改性塑料,加0.5%就是5公斤,光氧化石墨烯成本就40万,一吨塑料成品才卖一万多,哪个客户买得起?那些便宜货,都是不纯的碎渣,性能撑不起来,说白了就是骗补贴蹭概念的。 第三个是稳定性。氧化石墨烯本身的含氧基团不稳定,放半年就自己脱氧还原,比表面积掉三分之一,性能跟着掉,你做库存放三个月,拿出来用性能就不合格,谁敢大规模用在量产产品里? 我见过太多创业公司拿氧化石墨烯融了好几个亿,到处建基地吹产值,结果到现在,除了给科研院校提供点小样品,做不出来一个正经赚钱的民用产品。 别扯什么未来潜力,先把这三个问题解决了再说。概念炒了十几年,该落地醒醒了。
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