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真假石墨烯:一場關于神奇材料的資本盛宴

2014年07月10日 10:45  《中國經濟和信息化》雜志  收藏本文     

  石墨烯在資本瘋狂追逐下,各種概念魚目混珠,與其說投資者開啟了產業發展的帷幕,不如說這是投機者的狂歡。

圖片為《中國經濟和信息化》雜志2014年第13期封面。 圖片為《中國經濟和信息化》雜志2014年第13期封面。

  史小軍陷入了無謂的疲憊和恐慌中,不幾天就要向前來推銷的石墨礦主解釋:“石墨烯和石墨關系不大,我們不需要石墨!”短短數月,已有近60家廠商向他兜售石墨。

  身為江南石墨烯研究院項目部副部長的他,非常清楚石墨烯與石墨不僅僅是一個“烯”的差別——10年前英國曼徹斯特大學物理學家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫,從石墨中用膠帶粘貼的方法最先分離出石墨烯,但目前能產業化的石墨烯主要是從甲烷、乙炔等含碳氣體中獲取,而不是石墨。

  “我們年產石墨10萬噸,保證價格比其他的便宜。”來自內蒙古的石墨礦主提高了嗓門,拍著胸脯向史小軍保證,他以為史小軍說不需要石墨僅僅是談判謀略。

  “一年10噸我們都不用上,即使未來石墨烯大規模量產了,也用不了幾萬噸,”史小軍只得把自己的家底坦白了出來。

  石墨礦主對10噸的數字甚為驚訝,顯得有些手足無措,開始懷疑此前似乎有點盲從的自信。

  盲從的不僅僅是石墨礦主,華為創始人任正非一句“石墨烯將顛覆硅時代”為持續熱炒的石墨烯概念投機者,又平添了一把火。

  石墨烯是一種由碳原子緊密排列成六邊型,呈蜂巢晶格的二維晶體,即石墨的單原子層薄片,厚度只有0.35個納米。但它頂著極強導電性、超高強度、高韌性、較高導熱性能等數層光環,被譽為將在半導體、光伏、儲能、航天等領域帶來一次材料技術革命,市場潛在規模至少在萬億元以上。

  有著題材絕好的故事,石墨烯近半年來成為中國資本市場上的新寵兒,中國寶安、方大碳素、華麗家族等所謂的概念股一路飛天。在投資者尚未弄清石墨烯與石墨、石墨烯粉到底是什么關系時,一場關于它的資本盛宴已經豪華開啟。

資料圖片。資料圖片。

  誘惑

  去年初,歐盟委員會將石墨烯列為僅有的兩個“未來新興技術旗艦項目”之一,計劃提供10億歐元用于資助石墨烯材料研究的計劃。而科技界兩大宿敵三星[微博]和蘋果也把戰場從智能手機領域引向石墨烯,在關于石墨烯的專利申請爭奪中,前仆后繼。

  隨后,中國在石墨烯制備領域也取得了產業化的突破。

  2013年2月,中航工業航材院宣布,突破制備大尺寸、高質量石墨烯薄膜的技術難題,在銅箔表面制備出超過12英寸的石墨烯薄膜。5月,國內首條年產量達3萬平方米的石墨烯薄膜生產線在江蘇常州投產。同年11月,常州第六元素材料科技股份有限公司年產100噸氧化石墨(烯)、石墨烯粉體生產線投產。12月,寧波年產300噸規模的石墨烯粉體生產線正式落成投產;同月,南江集團投資的1000萬片大面積單層石墨烯薄膜生產線正式啟動。

  巨大的潛在市場價值,以及有可能帶來的又一次技術革命,觸動了嗅覺靈敏的資本市場。五花八門的石墨烯概念和石墨烯可能應用被熱炒。石墨烯晶體管、石墨烯海水淡化、石墨烯電池、甚至是石墨烯防彈背心等,無論是實驗室產品,還是理論愿景,只要和石墨烯沾邊,都被資本市場賦予現實價值。

  一系列有關石墨烯的股票出現數波上漲行情。截至3月底,烯碳新材漲幅一度達到60.84%,金路集團由于進行了少量的石墨烯粉體投資而股票大漲,漲幅一度達到47.05%。6月18日收盤,中超電纜、方大碳素、華麗家族、烯碳新材、樂通股份、金路集團等概念股票中,兩支漲停,其余漲幅均在9%以上。

  “上周科學家發表一篇關于石墨烯離子篩性能的文章,本周資本市場就會聯想到海水淡化的市值,隨即相關股票暴漲。這完全是進行資本炒作的瘋狂節奏。”中國石墨烯產業技術創新戰略聯盟副秘書長鐘財富告訴《中國經濟和信息化》記者,對此他已經有些坐立不安。

  然而,炒作還在繼續。

  6月16日,華為董事長任正非罕見地接受媒體群訪,在數千字的專訪中,只有25個字談及石墨烯,轉瞬就被炒作為業內大佬傳遞的投資信號。隨后,一則《中國石墨資源20年內將耗盡,或成下一個稀土》報道,讓石墨烯再次被資本市場熱捧。與石墨烯關系不大的石墨礦藏轉眼間套上了稀缺資源的屬性。

  一位不愿透露姓名的券商分析師告訴記者,股市上沒有人會真正關心技術,券商更關心的是交易和傭金,對企業市值被炒高樂見其成。而比較前沿的科學技術,本就沒有明晰定義,即使過分價值聯想和行情判斷,只要有人相信,就能推高股價。

  “我們會給一些大客戶預警和止盈提示,也會象征性給散戶法律意義上的忠告。大客戶沒意見,法律又難以追究,科技故事往往是最好的炒作題材。”他說。

  一些企業在石墨烯概念上投上一部分資金,甚至不投資,只要產品和石墨烯掛上鉤,在市場炒作下,企業的市值就能大幅增長,從而占有更多資金或彌補實體業務不足。僅6月18日當天石墨與石墨烯概念炒作,相關概念股吸金就高達近20億元。

資料圖片。資料圖片。

  去偽

  “人們能夠輕易從講故事中獲得財富,誰還會投資企業。”正在被石墨企業頻頻打攪的史小軍對記者表示。資本對于石墨烯概念的炒作,不僅脫離了產業實際,甚至出現了偽科學傾向,尤其是“石墨烯的發展將依托于石墨資源”的說法更是讓業內人士倍感荒誕。

  記者特別注意到,在諾大的常州市石墨產業園區內,很難看到運輸石墨礦粉車輛進出。在常州二維碳素科技公司,進入記者眼簾的是超級潔凈級的生產車間和甲烷氣體管道。

  二維碳素科技公司總裁金虎告訴記者,石墨烯是一種功能型材料,對工藝、設備要求很高,對資源消耗很少。雖然石墨烯最早是從石墨中發現的,但是產業化制備石墨烯薄膜主要是以甲烷、乙炔等含碳氣體為原料,目前石墨烯薄膜生產與石墨半點關系也沒有。

  而石墨烯粉體雖然由石墨生產,但是對資源的耗費量很少。目前全球生產石墨烯所需的石墨只有1000~2000噸。即使未來石墨烯得到廣泛應用,生產規模擴大100倍,一個普通年產10萬噸的石墨礦就足以滿足全世界用量。更關鍵的是,在石墨烯粉體的生產中,石墨所占成本不到1%,完全可以采用人工石墨替代。

  “資本市場將石墨烯的產業稀缺性和資源稀缺性進行混淆是完全的誤導。”金虎苦笑。

  除了石墨烯和石墨混淆外,針對石墨烯材料的誤解比比皆是。

  金虎向記者介紹,目前石墨烯主要分兩種:單原子薄膜石墨烯以及石墨烯粉體。

  石墨烯的極強導電性、強度、透光性和導熱性等特性,只是單原子厚度石墨烯的微觀性能。當下偽石墨烯概念炒作,卻將石墨烯的微觀性能夸大為宏觀性能。

  “資本市場上長久以來流傳著一張保鮮膜厚的石墨烯能撐起一頭大象,以及石墨烯強度極高,是鋼鐵強度數百倍的說法。其實這都是在偷換概念,用石墨烯制造防彈衣、太空繩更是宣傳炒作。”瑞典查爾莫斯理工大學、歐洲石墨烯旗艦計劃牽頭大學教授孫捷告訴《中國經濟和信息化》記者,石墨烯所謂的高強度,是指在相同宏觀厚度假設條件下,通過簡單數學推算后得出的強度差異。

  石墨烯的厚度只有0.35納米,即使是1毫米厚的鋼板,也是石墨烯厚度的200多萬倍。即使考慮到石墨烯強度較高,也要幾千層石墨烯疊加在一起才相當于1毫米鋼板所能承受的力量。

  然而,石墨烯一旦疊加大約超過10層,就會喪失大多數獨有特性,重新變成石墨。因此,用石墨烯制造防彈衣、太空繩,這幾乎不可能實現。

  “對于石墨烯的導熱特性也存在同樣的偷換概念。”孫婕解釋。盡管石墨烯導熱系數是銅的十幾倍,但是石墨烯只有一個原子厚,這決定了石墨烯無法用于大型器件散熱,而更適合極微小器件散熱。

  此外,關于用石墨烯制作超級電纜的說法也存在誤導。石墨烯超高導電率的說法并不準確,其也是建立在假設基礎上的數字游戲。

  決定物體導電率的因素有兩個:電子運動的速度和自由運動電子的數量,導電率與兩者的乘積成正比。盡管石墨烯的電子運動速度是銅的600多倍,但是單原子層能攜帶的自由電子數量實在太少。電子在石墨烯上,就如同萬人長跑,卻只有一條跑道,人們跑再快,單位時間內也跑不過去幾個人。

  孫捷告訴記者,由于石墨烯能承載的電流太小,導電率比相同面積的普通銅帶導線要差很多,并不適合制造普通電纜、導線。其電子遷移率高的優勢,主要適用于微電路。

  “石墨烯作為半導體的替代材料也不要想象得過于樂觀。”孫捷表示,目前石墨烯半導體還處于理論假設和概念宣傳階段。石墨烯的特性更接近于導體,目前通過摻雜實現石墨烯的半導體在學術理論中還有不小的問題。而氧化石墨烯雖然能夠表現出半導體的特性,但性能差強人意。石墨烯成為硅半導體的替代材料在20~30年內難以實現。

資料圖片。資料圖片。

  混珠

  除了嚴格意義上的石墨烯外,石墨烯粉體成為偽石墨稀概念和資本炒作的重災區,大量膨脹石墨、石墨微片在其中魚目混珠。

  “這確實是個棘手的問題。”鐘財富對此感到十分頭疼。石墨烯粉體是從膨脹石墨、氧化石墨的技術路線發展而來,是石墨微片的升級產品。更薄且層數小于10個原子層的石墨微片,具有石墨烯的某些特性。當石墨微片原子層數小于5層時,則更多體現為石墨烯所具備的部分特性(除強度、透光性外)。

  按照中國石墨烯產業技術創新戰略聯盟的標準,只有達到10個原子層以下的石墨粉體,才能被稱為石墨烯粉體。然而,概念是一回事,實際是另一回事。

  史小軍給記者拿來兩份石墨微片和石墨稀粉,同為深黑色粉末,手指捻起來同樣細膩滑潤。“這只能用專業的儀器區分,然而,有些事情甚至專業的儀器都難以說清楚。”史小軍盯著記者疑惑的神情說,“目前石墨烯粉體制備以及應用魚龍混雜,這正是資本能講故事的關鍵所在。”

  企業向原有材料中添加石墨烯粉體,就可以聲稱提高甚至大幅提高了產品性能,從而得到資本市場的炒作。然而,企業添加的粉體到底是不是石墨烯無人知曉。

  首先,企業所用石墨烯粉體的原子層數結構是5層石墨烯還是10層石墨烯,甚至僅僅是更多層數石墨烯構成的微片。究竟哪個才是石墨烯粉體,目前沒有國家標準,一個企業聯盟標準也缺乏廣泛的行業約束力。

  其次,粉體中含有5~10層石墨烯粉體的比例是90%還是只有10%?其中雜質含量又是多少?什么是合格產品?目前甚至連行業標準都沒有,各企業只能憑良心生產。

  最后,在應用時,企業到底添加了多少石墨烯粉體用于改善性能?產品性能究竟提高了多少,是90%、50%、還是5%?其中多少性能的提高是因為石墨烯?

  “這些都是難以回答的問題。石墨烯產業應用已經成為資本市場炒作的故事來源。”史小軍對記者表示,他也曾經歷過這樣的故事。

  常州第六元素科技有限公司石墨烯粉體生產線建成時,曾經向媒體和當地政府報稱產能為100噸石墨烯。隨后,因為這個數字被專管科技的常州市副市長王成斌批評。

  “怎么會有100噸石墨烯的產能!”王成斌在電話里嚴厲質問。

  “實際上只有50噸(小于10個原子層)的石墨烯,另外還有50噸的氧化石墨,到時根據市場需求可以將這50噸的氧化石墨產能,調整為石墨烯產能。”史小軍戰戰兢兢地如實匯報。

  “馬上改過來。氧化石墨就是氧化石墨,石墨烯就是石墨烯。”王成斌掛斷了電話。

  公司很快修改了宣傳數字——100噸氧化石墨(烯)、石墨烯粉體生產線投產。一個被放入括號中的“烯”字,減少了資本炒作的聯想。

  正是基于上游石墨烯概念的混淆,作為石墨烯粉體的下游使用方,呈現兩種態勢:一種是不得不慎之又慎。立方能源科技有限公司總裁助理朱文華告訴《中國經濟和信息化》記者:“目前我們還是在進口國外的產品,根本不敢采購國內生產的石墨烯粉體,主要是性能、參數與標稱不符,批次穩定性也無法保證。”

  另一種則是不在研發上努力,趨向概念炒作。以石墨烯電容為例,有的企業簡單地向電解液中加入少量石墨烯粉體,不管微觀結構的石墨烯特性,原來的石墨電容搖身一變就成了石墨烯電容。其性能未必有所提升,但是價格卻頓時飆升,而又比真正的石墨烯電容便宜許多。結果,不僅在價格上擾亂了市場,還在客戶誤當李鬼為李逵時,對石墨烯大為失望。

  “面對魚龍混雜的產業局面,我們感到十分無奈。”史小軍經常會接觸一些打著石墨烯幌子,其實從事低端開發,技術炒作的項目團隊。“但是,往往我們剛將其拒之門外,其他城市開發區就把他們接過去奉為上賓。一些地方政府迫切希望打造石墨烯產業,拉動投資。”

  設局

  “熱衷于科技故事、神話的炒作,這似乎是任何資本市場的特點,美國當年的納斯達克[微博]泡沫不也正是如此?但關鍵是,目前中國石墨烯的資本炒作,并不能給實體企業帶來真正的投資。”朱文華告訴記者。

  立方能源是一家2013年成立的石墨烯儲能電容、電池研發企業,其生產的石墨稀電容實現了2.7伏、3000法大容量和50萬~100萬次的循環壽命。18節電容串聯后,經10秒快速充電,可驅動一臺電動自行車行駛3公里。目前這家企業正在和南車集團洽談國產替代項目,其目標是替代、超越美國著名電容品牌JOHANSON,成為國際一流石墨烯儲能企業。

  然而,當記者走進這家擁有如此宏大理想的企業時卻發現,這里連一間會議室都沒有。十幾個辦公人員擠在一間約30平方米的辦公室里,有些嘈雜。

  “為了節省房租,會議室被改成實驗室了。”朱文華對艱苦創業有心理準備,但是無法理解的是幾億元、幾十億元的資金在資本市場里忙于炒作石墨烯概念,卻只有很少的資金愿意投入到實體產業的技術開發中。

  “一個虛假繁榮的市場,遠遠比偽技術、偽概念更可拍。”朱文華表達了自己的擔憂。

  鐘財富告訴記者,石墨烯研發風險高、見效慢,而大量市場資金追求短期概念炒作套利。市場對于石墨烯的炒作也多是借題發揮,真正的風險投資對于石墨烯的投入,雖然在逐步加大,但總體還是十分謹慎。

  “我們不能苛求市場。但是不能容忍的是打著投資石墨烯研發,實際在資本市場上沽名釣譽、借機炒作的企業。”鐘財富表示。

  從2011年,中國石墨烯產業投資開始發軔以來,石墨烯概念股紛紛出籠,作為當時中國首批石墨烯概念股之一的中國寶安,曾一度由于公告宣稱,旗下貝特瑞公司早已開始石墨烯的研發和產業化攻關,股價一月暴漲近70%。

  另一只石墨烯概念股,金路集團則因為宣布計劃投資1500萬元投資石墨烯后,一周內股價飆升13.51%,市值增加近7億元。

  “只要企業發布一條關于石墨烯投資和研發合作消息,都會被宣傳為石墨烯概念的重大利好,公司市值大幅上漲。”鐘財富說。

  然而,很多聲稱的投資與技術研發合作,往往口惠而實不至。“宣傳投資1000萬元,協議改為100萬元,實際投資只有10萬元,買兩臺設備,找間辦公室掛個石墨烯研發中心的牌子。然后,企業在股市上大肆宣傳,市值暴漲,真正石墨烯研發從此沒有下文。”一位不愿具名的業內人士告訴記者,這正是一些企業、投資人利用石墨烯“做局”的套路。鐘財富介紹,截至2013年末,一些上市企業當年承諾的石墨烯投資依然沒有到位,石墨烯產品的研發更是進展緩慢。

  “資本市場比較浮躁,更習慣于做局,而不是踏踏實實做事。”面對石墨烯概念、產品、投資真偽難辨和概念炒作情況,鐘財富不無擔憂地表示:“當大量‘偽’石墨烯概念吹起的資本泡沫破滅,石墨烯是否會被資本市場扣上‘偽’技術的高帽,而遭做空呢?”

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