常州兴烯石墨烯电池概念股科技有限公司干什么的?

石墨烯产业基地有望落户常州 概念股爆发
据中证报消息,中国“十三五”新材料发展规划草案的出台时间有望圈定在2015年下半年,石墨烯入选规划是大概率事件。随着石墨烯产业化的不断推进,国家针对该产业的政策有望再度加码,全国首个石墨烯高新技术产业化基地有望近期获批,首个基地有望落户常州,这将是全国首个“国字头”的石墨烯产业化基地。“国字头”基地将出炉相关专家介绍称,作为已知强度最高、韧性最好、重量最轻的材料,石墨烯在能源、生物技术、航天航空等领域都展现出宽广的应用前景。与其他新材料不同,中国在石墨烯产业的研究与应用方面与国外基本同步,但目前开展石墨烯研究与产业化的力量比较分散,亟须建立一条完整的石墨烯研发、生产、应用的全产业链,打造公共科技服务平台和测试平台,通过全行业的共同努力,突破关键技术难题以及在应用领域实现突破。目前中国石墨烯产业化创新推进主要依靠一些“准民间组织”,比如中国石墨烯产业技术创新战略联盟。该联盟由清华大学、中国科学院金属研究所等核心单位发起,联合国内从事石墨烯研发、产业化的22家机构,在中国产学研合作促进会的支持下成立。随着产业的发展,相关部委在推进石墨烯产业化方面的作用开始增强。知情人士透露,科技部等部门正在研究石墨烯高新技术产业化基地相关工作,首个基地有望落户常州。此外,工信部等部门则在加紧研究“十三五”新材料规划,出台时间有望圈定在2015年下半年,石墨烯入选该规划已经基本落定。业内人士介绍说,此前相关部委在编制新材料产业“十二五”发展规划时,石墨烯产业应用前景并不明朗,因此没有把石墨烯作为重点。但随着相关技术的不断推进,业内已经达成初步共识,石墨烯材料与产业化革命已经处于突破的前夜。在此背景下,国家针对该产业发展的推动作用料大大加强。多家公司布局在政策扶持预期逐步走向明朗的情况下,不少已经“先行一步”,在石墨烯产业化布局上开始占据优势。以本次有望获批的常州石墨烯基地为例,公司人士透露,公司已经在常州布局石墨烯新材料业务,公司旗下的江苏烯碳科技服务有限公司目前正在注册审批中,近期将获批。常州第六元素材料科技股份有限公司今年11月成功在“新三板”上市,成为国内首家石墨烯上市企业。公开资料显示,间接参股的二维碳素也位于常州。业内人士透露说,二维碳素也将继第六元素之后登陆新三板市场。此外,等公司都与位于常州的江南石墨烯研究院有密切合作。业内人士介绍说,由于国内石墨烯产业仍处于发展初期阶段,企业之间的竞争关系并不激烈,业内不少之间都有密切的合作关系,随着石墨烯产业化扶持政策的加码,相关方有望受益。力合股份3683万转让子公司清华科技园公司7%股权力合股份(月12日晚间公告,11月11日,公司拟以3,683.99万元的价格向深圳力合信息港投资发展有限公司转让子公司珠海清华科技园创业投资有限公司7.15%的股权。公司持股5%以上股东深圳力合创业投资有限公司持有力合信息港100%股权,此次交易涉及关联交易。清华科技园为公司控股子公司,成立于2001年7月,注册资本1.66亿元,主营业务是风险投资;高新技术企业孵化;企业管理、投资和科技咨询;高新技术产品的开发、推广应用;清华科技园(珠海)项目的开发建设等。清华科技园是珠海市政府与清华大学市校合作的桥梁和聚集创新资源的平台。公司向力合信息港转让清华科技园7.15%股权,有助于引进更多清华大学科技资源和高科技产业项目,更好地发挥清华科技园创业投资和孵化器作用,提升清华科技园盈利水平,增加该公司中长期发展潜力。此项股权转让完成后,公司合并财务报表合并范围不变。股权转让完成后,公司可收回3,683.99万元现金。该事项不影响公司2014年度合并营业收入、投资收益及净利润。以评估基准日净资产计算,股权转让完成后,增加归属于母公司所有者权益1,312.29万元。力合股份子公司600万参股设立直升机公司力合股份(月26日晚间公告,公司董事会同意子公司珠海清华科技园创业投资有限公司(简称“清华科技园”)出资 600 万元参股设立珠海隆华直升机科技有限公司(简称“隆华直升机”),占注册资本的 6%。公司持股 5%以上股东深圳力合创业投资有限公司共同投资参股设立该公司,此议案涉及关联交易。资料显示,隆华直升机是由广东省、珠海市政府与清华大学签订的战略合作项目。主要从事无人航空器(无人直升机)整机系统及零部件的研发、制造和销售业务。隆华直升机成立后,将拥有某型号无人直升机产品整机及核心子系统的自主知识产权。目前,上述无人直升机产品已完成设计研发和样机试制工作,正在进行相关飞行测试工作。隆华直升机将以该型产品为系统平台,针对不同终端用户的需求开发适应市场需要的专用无人航空器产品。公司表示,无人航空器能够广泛应用于应急救援、抢险救灾、森林防火、海洋和线路巡查、地质勘探、环境监测、城市管理等领域,具有较大的发展前景。子公司清华科技园参股隆华直升机项目,有助于扩大其创业投资规模,提升未来业绩增长潜力。:获得石墨烯电极填料专利,未来应用市场广阔研究机构: 日期:公司旗下控股的贝特瑞为全球动力电池负极材料龙头,2013年出货量占比全球35%,一直致力于石墨烯在动力电池材料方面的应用。公司公告获得石墨烯制备锂离子电池导电添加剂及其制备方法的相关专利,可显著提高锂离子电池正、负极材料的导电性能和循环寿命。作为锂离子电池导电添加剂的石墨烯是粒径分布于10nm-100μm间的黑色粉末,是由单层-1000层相平行或接近于平行的石墨烯片层构成的碳质材料。本发明与现有技术相比,具有更高的电导率,将其应用于电极材料中,能够显著提升现有电池的性能,该材料作为导电添加剂,导电性能良好,易于分散,能够有效增强锂离子电池电极材料的导电性能和倍率充放电性能,提高循环寿命,其制备方法对原料和设备要求较低,工艺过程容易控制,适合工业化生产。贝特瑞作为公司旗下的新材料平台,预计2014年收入和利润将再上新台阶。2014年预算目标:2.3~2.5万吨销量,收入16亿元,净利润1.6亿~2亿元。贝特瑞作为中国宝安未来高新技术产业中新材料、新能源的载体,与国内外诸如、等著名新能源电动汽车有供货或合作关系,将充分受益新能源电动汽车的高速增长,且贝特瑞是负极材料全球龙头,是全球新材料、新能源材料、纳米材料和硅碳复合材料、石墨烯研发及商业化实践领先企业,是宝安未来转型的支柱型产业,是中国国家战略及深圳市战略新兴产业的标杆企业,创新机制及市场环境优越,值得中长期看好。给予“强烈推荐-A”投资评级。研报认为公司退出地产、转战新能源新材料等高新技术产业的重大转型战略完全顺应中国经济转型的发展潮流,看好公司长远的发展方向,预计年EPS分别为0.27,0.29和0.32元(未考虑增发因素),对应PE分别为48X,45X和40X。风险提示:投资收益低于预期,电池材料放量不及预期。:业绩增速略有放缓,但总体符合预期研究机构: 日期:2014年前三季度,公司共实现营业收入28.45 亿元,同比增长12.02%;实现归属上市公司股东净利润1.11 元,同比增长21%;实现每股收益0.19 元。其中第三季度实现营业收入11.20 元,同比增长28.63%;实现归属上市公司股东净利润3501.39 万元,同比下降2.97%;实现每股收益0.06 元。公司的业绩基本符合预期。前三季度公司的综合毛利率为14.46%,同比基本持平;净利润率为4.30%,同比也基本持平。其中第三季度的综合毛利率为14.68%,同比下降1.26 个百分点,环比下降0.80 个百分点;净利润率为3.57%,同比下降1.47 个百分点,环比基本持平。公司三季度的利润率同比有一定程度下滑。期间费用率略有提升。前三季度,公司的期间费用率为9.35%,同比提升了0.77 个百分点。其中销售费用率为4.69%,同比提升了0.40 个百分点;管理费用率为3.77%,同比基本持平;财务费用率为0.88%,同比增加0.32 个百分点。公司重视研发,截止到报告期末公司累计已获得有效专利87 项,其中发明专利26 项,实用新型专利44 项,外观专利17 项。公司“高性能启停用铅炭电池项目”被列为工信部强基工程项目,产品在储能和动力领域的前景都十分看好。预计公司 和2016 年的EPS 分别为0.26、0.34 和0.46元,公司目前的PE、水平在38 倍左右,和电池股的总体估值水平相比并不算高,因此研报维持对公司增持的评级。风险:市场的系统风险;动力电池业绩不达预期风险。:业绩同比继续增长,基本符合预期研究机构:东北证券 日期:报告摘要:2014年前三季度,公司共实现营业收入26.42亿元,同比微降0.22%;实现归属上市公司股东净利润3.39亿元,同比增长35.43%;实现归属上市公司股东扣非后净利润3.13亿元,同比增长36.87%;实现每股收益0.20元,公司业绩基本符合预期。报告期内,公司的综合毛利率为31.70%,同比基本持平;净利润率为12.67%,同比提升了3.12个百分点。其中第三季度的综合毛利率为26.45%,同比下滑了1.62个百分点,环比7.41个百分点;净利润率为8.82%,同比增长了4.11个百分点,环比下降了6.11个百分点。可以看到,公司的利润率环比下滑幅度较大。得益于财务费用率大幅下降,期间费用率有所下降。2014年前三季度,公司的期间费用率为18.70%,同比下降0.62个百分点。其中销售费用率为5.74%,同比上升0.93个百分点;管理费用率为11.34%,同比上升1.09个百分点;财务费用率为1.61%,下降了2.64个百分点,是期间费用率下降的主因。截止到报告期末,公司的存货余额为15.85亿元,同比下降了18.72%;存货周转情况同比变化不大,基本正常。由于募集资金尚未完全投入使用,公司的现金余额高达22.64亿元,比较充足。在当前的形势下,资金充裕是比较有利的情况。预计公司和2016年的EPS 分别为024、0.27和0.34元,目前的估值水平在41倍PE 左右,公司的估值水平不低,但是考虑到公司等静压石墨、核石墨和碳纤维等碳素新材料的发展前景看好,因此暂维持对公司增持的评级。风险:公司碳素新材料业务的发展进程不达预期风险;市场的系统风险。:与北汽投资签订战略合作协议,新材料和新能源平台逐步成型研究机构:安信证券 日期:事件:公司公告与北汽投资签订战略合作协议,未来双方共享资源和优势,在碳纤维、新材料和新能源电动车几方面强强联合,开展投资、并购和整合等方面业务,提升技术升级和创新能力。双方合作方向看中碳纤维、新能源电动车、膜行业和石墨烯等:未来康得新和北汽投资将在汽车车体轻量化、汽车移动终端显示、高分子光学膜、高性能储能设备和新能源等多个领域共同合作,包括设立产业基金和海外并购基金等。康得新目前具备光学膜产能、碳纤维制品和石墨烯子公司,双方合作将加速公司车窗膜、显示用膜、碳纤维制品等方面产品下游的应用放量。北汽此前5 亿元认购公司增发,再次签订战略合作协议,双方关系更进一步:公司此前增发预案中北汽投资旗下安鹏资本认购了其中的5 亿元,研报认为北汽投资非常认可康得新在多种新材料方面的产业化实力,北汽是继保利之后的第二个国家队,产业资本再次背书公司能力,未来双方在新能源汽车领域的实质性合作可期。公司将搭建新材料、新能源汽车和3D 三大产业平台,新一轮增长拉开序幕,维持买入-A 评级和40 元的目标价:公司新材料产业化的能力强、董事长大格局、大思路,以及其团队的能力和执行力突出。后续公司从搭建新材料平台向搭建新材料、新能源汽车和3D 三大产业转变,向形成产业集群迈进,研报认为公司成长空间面临重估,光学膜、先进高分子膜材料和碳纤维三项目未来几年有百亿利润空间,而3D 产业成型后盈利空间也将巨大,预计每个产业的成功搭建和整合并购都能带来千亿市值空间。基于上述原因可以给予公司高估值,研报预计14-16 年EPS 分别为1.03、1.50 和1.86 元,维持买入-A的评级和40 元的目标价。风险提示:光学膜价格下滑、新项目市场拓展进度低于预期等风险。财报点评:业绩底已经形成,四季度开始持续好转研究机构:东兴证券 日期:事件:公司月份实现营业收入16.30亿元,同比增长6.55%;实现利润总额8.01亿元,同比减少27.48%;实现归属于母公司所有者的净利润7.51亿元,同比减少24.40%;实现基本每股收益0.88元。2014年3季度实现营业收入6.45亿元,同比增长14.71%;实现利润总额2.74亿元,同比减少31.54%;实现归属于母公司所有者的净利润2.59亿元,同比减少27.64%。观点:四季度东风悦达起亚销量增长进入快车道,全年净利润可实现10%左右的增长,拉动公司业绩明显好转。月份东风悦达起亚实现销售收入430多亿元,估计净利润约有29.5亿元左右,与去年盈利水平已经基本相当,而中报时东风悦达起亚的盈利还是同比下降5.6%。由于2013年下半年受制于产能问题,销量基数较低,下半年东风悦达起亚的销量增速已经开始显著提升,9月的月度增速已经快速提升到26.44%,为2013年6月以来的最高值,随着K4销量的爬坡,四季度销量增速可达到30%以上,拉动公司下半年业绩整体好转。研报预计东风悦达起亚2014年可实现销售汽车63万辆以上,同比增长15%以上,实现营业收入可达到650亿元左右,可实现净利润46亿元左右,贡献投资收益约11.5亿元,同比增长10%左右。高速公路业务盈利低谷已现。京沪公司1-9月份实现净利润接近11亿元,同比小幅增长。西铜公司1-9月份实现净利润约8,000-9,000万元,同比下降55%左右,净利润下降的主要原因为:第二通道分流加剧;营运性客车被分流;泾河工业园区车辆免费;渭河大桥加固工程施工影响收费并且造成分流等。徐州通达公司1-9月份实现净利润大约-400万元,亏损环比坚守,预计全年可实现盈亏平衡。总体来看由于西铜公司的权益占比较高,2014年高速公路下滑幅度较大,同时由于利空今年基本出尽,2015年高速公路业务的盈利至少有望不再下降。陈家港发电公司利润继续快速增长,预计全年可贡献6,000万元左右投资收益。陈家港发电公司月份实现净利润在2亿元左右,预计全年可实现3亿元左右的净利润,可为公司贡献6,000万元左右投资收益。纺织业务环比好转。纺织公司1-9月份亏损月1-1.1亿元,同比增亏4000万元左右,其中上半年增亏就达到3,000多万元,增亏额环比显著改善,主要是由于上半年订单不足、主要产品的销量和毛利率均下降。随着公司对纺织公司内部整合的进一步推进,预计四季度增亏额度有望收窄。拖拉机合资公司1-9月份亏损约1,000多万元,同比基本持平。结论:随着2014年四季度东风悦达起亚销量增速的持续回升,预计公司未来三年盈利的复合增长率有望达到20%以上。预计公司2014年-2016年EPS分别为1.39、1.75和2.16元,对应的PE分别为7.34倍、5.84倍和4.71倍,维持“强烈推荐”评级。:动力、储能开始放量,锂电池进入收获期研究机构: 日期:公司于日发布2014年三季报:公司2014年前三季度实现营业收入7.83亿元,同比增长12.20%;营业利润5270.89万元,同比增长44.66%;归属上市公司股东净利润4825.33万元,同比增长41.79%;经营性现金流5977.30万元,同比下降21.24%;基本每股收益0.22元。按照单季度拆分,公司第三季度实现营业收入2.78亿元,同比增长8.66%;营业利润2838.08万元,同比增长54.99%;归属上市公司股东净利润2491.44万元,同比增长46.57%;折合每股收益0.11元。公司同时公布2014年业绩预告:预计2014年实现净利润5267.41万元-6482.96万元,同比增长30%-60%。盈利预测与投资评级。预计公司 年EPS 分别为0.32 元、0.81 元、1.06 元。公司智能控制业务行业地位稳固,增长稳定;锂电池成功进入金龙、五洲龙等供应链,受益于深圳电动大巴放量,锂电池业务为公司带来业绩弹性,给予公司2015 年30 倍PE,对应目标价24.30 元,首次给予“买入”评级。风险提示。电动车行业不达预期;行业竞争加剧;产品价格下降。公司2014 年三季报分析:(1)毛利率上升、费用率下降拉动业绩高增长。公司前三季度综合毛利率为20.56%,同比增长0.12 个百分点;从单季度情况来看,Q3 毛利率达到23.10%,同比增长1.98 个百分点,环比增长4.20 个百分点。前三季度期间费用率为12.94%,同比下降1.83 个百分点。销售费用率、管理费用率、财务费用率分别为3.69%、9.37%、-0.12%,同比均有所下降;Q3 单季度期间费用率12.84%。(2)公交客车电动化,成为政府约束性指标。年初,副总理对新能源汽车发展提出“四个不变”,强调2015 年50 万辆的新能源汽车保有量目标不变,5 月,国家主席习近平指出,发展新能源汽车是迈向汽车强国的必由之路。之后,从中央到地方,新能源汽车的推广进入提速阶段。目前2015 年的保有量目标已经做了拆解,拆分到了各个城市,第一批和第二批推广城市目标达到35 万辆,并且这些示范城市须接受年度考核评估,未能完成年度推广的将予以淘汰。公交客车作为新能源汽车的重要组成部分,很多城市也制定了较为明确的目标。目前已经有北京、天津、上海、武汉、西安、福建省城市群、广州、深圳等城市出台了比较明确的新能源公交采购目标。 年,这几个城市的新能源公交将超过2 万辆,占这些城市新能源汽车总目标的15%。研报按照新能源公交占总新能源汽车推广量的15%来计算,那么, 年,两批推广城市新能源公交的销量将达到5 万辆;假设50 万辆的15%都为新能源公交,那么销量将达到7.5 万辆。基于谨慎性原则,研报预计今明两年新能源客车销量分别为2 万辆、3 万辆。根据研报对行业的判断,研报预计13-15 年电动车销量分别为1.7、8、25 万辆,行业增速井喷,这种情况下,行业动力电池供不应求,研报预测今明两年公司的实际产能将达0.5 亿ah、1.5 亿ah,实际产能或超出公司募投项目的规模。在需求快速增长的阶段,研报预计明年公司的产能能够全部消化。(3)公司动力电池通过金龙、五洲龙等企业认证,依托深圳市场有望迎来爆发。根据公司《2014 年度非公开发行股票预案(二次修订稿)》,公司产品已经通过了北方汽车质量监督检验鉴定试验所的验证,并且样品已经通过了厦门金龙联合汽车工业有限公司、深圳市五洲龙汽车有限公司和上海中科深江电动车辆有限公司等主流电动大巴厂的装车试验,部分已经有小批量订单合作,后续意向订单也在深度沟通中。(4)微型电动车、储能市场正在布局。除了大巴以外,公司也在开拓其他领域的市场。在轿车领域,公司正在开发山东的微型电动车市场,由于公司具备成本、技术和快速反应的优势,目前突破在望。储能方面,由于光伏成本和锂电池成本的下降,光伏成本叠加锂电池成本已经临近居民电价,平价上网即将到来,巨大的居民电力市场即将到来,公司已经在德国、澳大利亚、美国前瞻性地布局。(5)智能控制行业地位稳固,实现稳定发展。公司长期以来聚焦智能控制产品,并采用纵向一体化战略原则,布局此领域相关新能源与控制终端产品,并为客户对这些产品最终的需求提供整体解决方案。特别是基于安卓系统的控制平台与家居控制器的完美结合,把传统家居终端产品带进了以物联网为主的智能家居控制技术的时代,并已在公司与客户层面上规模化应用。根据公司增发预案,拟投资1.09 亿元,计划扩大公司应用于下游家用电器、健康与护理产品、电动工具、智能建筑与家居、汽车电子等终端产品领域的智能控制器的产能,并根据智能控制器行业的发展状况,以及家居智能化和物联网的发展趋势,实现相应的产品技术升级。项目达产后,将新增年产智能控制器1190 万套产能,可以解决公司目前产能不足的问题,实现产品的更新换代,进一步巩固公司的行业地位。盈利预测与投资评级。预计公司 年EPS 分别为0.32 元、0.81 元、1.06 元。公司智能控制业务行业地位稳固,增长稳定;锂电池成功进入金龙、五洲龙等供应链,受益于深圳电动大巴放量,锂电池业务为公司带来业绩弹性,给予公司2015 年30 倍PE,对应目标价24.30 元,首次给予“买入”评级。风险提示。电动车行业不达预期;行业竞争加剧;产品价格下降。烯碳新材:打造碳产业链龙头地位研究机构:海通证券 日期:事件:烯碳新材公布定向增发预案(修订稿),不超过10 名特定发行对象,认购本次发行的股份后,合计持有烯碳新材股份数不得超过本次发行后公司股份总数的7%。此次发行股票数量为不超过17475 万股,募集资金不超过68852 万元。1. 定增概况:大股东现有股权将进一步稀释。截至2014 年6 月底,持有烯碳新材1.58 亿股,占总股本13.69%,为公司控股股东。若顺利发行,银基集团持股比例不低于11.89%,仍为控股股东,刘成文仍为公司实际控制人。2. 转型布局碳产业链。自2012 年以来,烯碳新材通过投资和资产臵换的方式先后参股了丽港稀土、三岩矿业、奥宇集团和奥宇深加工,逐步完成了对碳产业链的战略布局,包括石墨碳、稀土活碳、耐火碳三大子行业。烯碳新材持股51%的奥宇集团及奥宇深加工属于石墨碳行业;持股40%的丽港稀土则属于稀土活碳行业;持股40%的三岩矿业属于耐火碳行业。3. 定增投资碳产业链。募投资金4.88 亿元拟用于烯碳新材料产业园和研究院的建设。烯碳新材料产业园建设项目:拟建于连云港市新浦经济开发区纳米碳材科技产业园内,实施主体为全资子公司江苏银基烯碳科技有限公司,两个子项目:年产3000 吨碳基催化载体材料建设项目、年产10000 吨高纯超细活性碳材料建设项目,分别投资额为22015 和18427 万元。烯碳新材料研究院建设项目:拟建于江苏省连云港市新浦经济开发区。总投资估算为8410 万元,实施主体为全资子公司江苏银基碳新材料研究院有限公司。
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当前位置:&>>&&>>&&>>&石墨烯到底是什么?它能给电子产业带来什么?
&&& 上周一,除了NXP和合并的消息震惊业界外,还有一条新闻备受关注――“日,全球首批3万部量产石墨烯手机在重庆发布”。“据消息称,这款石墨烯手机,核心技术由中国科学院重庆绿色智能技术研究院,和中国科学院宁波材料技术与工程研究所开发,采用最新研制的石墨烯触摸屏、电池和导热膜等新材料,在屏幕显示、电池续航能力以及防止手机发烫方面有一定优势。”(石墨烯手机首次量产的背后)
&&& 在去年,华为公司创始人任正非也在一次采访中大赞石墨烯的前景。
&&& “我认为这个时代将来最大的颠覆,是石墨烯时代颠覆硅时代,但是颠覆需要有继承性发展,在硅时代的成功佼佼者最有希望成为石墨烯时代中的佼佼者。边沿机会还是硅时代的领先公司。不可能完全凭空出来一个小公司,然后就领导了时代脉搏,而且石墨烯这个新技术在世界上的发展也不是小公司能做到的。”
&&& 那么,石墨烯究竟有何神奇之处,以至于各界都在追捧?下面我们一起来了解石墨烯到底是什么?
&&& 石墨烯是什么?
&&& 石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜,只有一个碳原子厚度的二维材料。石墨烯一直被认为是假设性的结构,无法单独稳定存在,直至2004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,成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯,而证实它可以单独存在,两人也因“在二维石墨烯材料的开创性实验”为由,共同获得2010年诺贝尔物理学奖。[1]
&&& 虽然名字里带有石墨二字,但它既不依赖石墨储量也完全不是石墨的特性:石墨烯导电性强、可弯折、机械强度好,看起来颇有未来神奇材料的风范。如果再把它的潜在用途开个清单――保护涂层,透明可弯折,超大容量器,等等――那简直是改变世界的发明。[2]
&&& 石墨烯目前是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料,它几乎是完全透明的,只吸收2.3%的光;导热系数高达5300 W/m?K,高于碳纳米管和金刚石,常温下其迁移率超过 cm2/V?s,又比纳米碳管或硅晶体(monoline )高,而率只约10-6 Ω?cm,比铜或银更低,为目前世上电阻率最小的材料。因为它的电阻率极低,电子跑的速度极快,因此被期待可用来发展出更薄、导电速度更快的新一代电子元件或。由于石墨烯实质上是一种透明、良好的导体,也适合用来制造透明触控屏幕、光板、甚至是太阳能电池。
&&& 更多的描述[1]
&&& 石墨烯的碳原子排列与石墨的单原子层相同,是碳原子以sp2杂化轨道呈蜂巢晶格(honeycomb crystal )排列构成的单层二维晶体。石墨烯可想像为由碳原子和其共价键所形成的原子网格。石墨烯的命名来自英文的graphite(石墨)+-ene(烯类结尾)。石墨烯被认为是平面多环芳香烃原子晶体。
&&& 石墨烯的结构非常稳定,碳碳键(carbon-carbon bond)仅为1.42?。石墨烯内部的碳原子之间的连接很柔韧,当施加外力于石墨烯时,碳原子面会弯曲变形,使得碳原子不必重新排列来适应外力,从而保持结构稳定。这种稳定的晶格结构使石墨烯具有优秀的导热性。另外,石墨烯中的电子在轨道中移动时,不会因晶格缺陷或引入外来原子而发生散射。由于原子间作用力十分强,在常温下,即使周围碳原子发生挤撞,石墨烯内部电子受到的干扰也非常小。
&&& 石墨烯是构成下列碳同素异形体的基本单元:石墨,木炭,碳纳米管和富勒烯。完美的石墨烯是二维的,它只包括六边形(等角六边形);如果有五边形和七边形存在,则会构成石墨烯的缺陷。12个五角形石墨烯会共同形成富勒烯。
&&& 石墨烯卷成圆桶形可以用为碳纳米管;另外石墨烯还被做成弹道晶体管(ballistic transistor)并且吸引了大批科学家的兴趣。在2006年3月,佐治亚理工学院研究员宣布,他们成功地制造了石墨烯平面场效应晶体管,并观测到了量子干涉效应,并基于此结果,研究出以石墨烯为基材的电路。
&&& 石墨烯的问世引起了全世界的研究热潮。它是已知材料中最薄的一种,质料非常牢固坚硬,在室温状况,传递电子的速度比已知导体都快。
&&& 它诞生至今都十年了,但透明手机在哪呢?[2]
&&& 其实就在2012年,因石墨烯而获得诺贝尔奖的康斯坦丁?诺沃肖洛夫(Konstantin Novoselov)和他的同事曾经在《自然》上发表文章讨论石墨烯的未来,两年来的发展也基本证明了他们的预测。他认为作为一种材料,石墨烯“前途是光明的、道路是曲折的”,虽然将来它也许能发挥重大作用,但是在克服几个重大困难之前,这一场景还不会到来。更重要的是,考虑到产业更新的巨大成本,石墨烯的好处可能不足以让它简单地取代现有的设备――它的真正前景,或许在于为它的独到特性量身定做的全新应用场合。
&&& 制备方法[1]
&&& 在2008那年,由机械剥离法制备得到的石墨烯乃世界最贵的材料之一,人发截面尺寸的微小样品需要花费$1,000。渐渐地,随着制备程序的规模化,成本降低很多。现在,公司行号能够以公吨为计量单位来买卖石墨烯。换另一方面,生长于碳化硅表面上的石墨烯晶膜的价钱主要决定于基板成本,在2009年大约为$100/cm2。使用化学气相沉积法,将碳原子沉积于镍金属基板,形成石墨烯,浸蚀去镍金属后,转换沉积至其它种基板。这样,可以更便宜地制备出尺寸达30英伎淼氖┍∧ぁ
&&& 撕胶带法/轻微摩擦法
&&& 最普通的是微机械分离法,直接将石墨烯薄片从较大的晶体上剪裁下来。2004年,海姆等用这种方法制备出了单层石墨烯,并可以在外界环境下稳定存在。典型制备方法是用另外一种材料膨化或者引入缺陷的热解石墨进行摩擦,体相石墨的表面会产生絮片状的晶体,在这些絮片状的晶体中含有单层的石墨烯。但缺点是此法利用摩擦石墨表面获得的薄片来筛选出单层的石墨烯薄片,其尺寸不易控制,无法可靠地制造长度足供应用的石墨薄片样本。
&&& 碳化硅表面外延生长
&&& 该法是通过加热单晶碳化硅脱除硅,在单晶(0001)面上分解出石墨烯片层。具体过程是:将经氧气或氢气刻蚀处理得到的样品在高真空下通过电子轰击加热,除去氧化物。用俄歇电子能谱确定表面的氧化物完全被移除后,将样品加热使之温度升高至℃后恒温1min~20min,从而形成极薄的石墨层,经过几年的探索,克莱尔?伯格(Claire Berger)等人已经能可控地制备出单层或是多层石墨烯。在C-terminated表面比较容易得到高达100层的多层石墨烯。其厚度由加热温度决定,制备大面积具有单一厚度的石墨烯比较困难。
&&& 金属表面生长
&&& 取向附生法是利用生长基质原子结构“种”出石墨烯,首先让碳原子在1150℃下渗入钌,然后冷却,冷却到850℃后,之前吸收的大量碳原子就会浮到钌表面,镜片形状的单层的碳原子“孤岛”布满了整个基质表面,最终它们可长成完整的一层石墨烯。第一层覆盖8 0 %后,第二层开始生长。底层的石墨烯会与钌产生强烈的相互作用,而第二层后就几乎与钌完全分离,只剩下弱电耦合,得到的单层石墨烯薄片表现令人满意。但采用这种方法生产的石墨烯薄片往往厚度不均匀,且石墨烯和基质之间的黏合会影响碳层的特性。另外彼得?瑟特(Peter Sutter)等使用的基质是稀有金属钌。
&&& 氧化减薄石墨片法
&&& 石墨烯也可以通过加热氧化的办法一层一层的减薄石墨片,从而得到单、双层石墨烯 。
&&& 肼还原法
&&& 将氧化石墨烯纸(graphene oxide paper)置入纯肼(Hydrazine, N2H4)溶液(一种氢原子与氮原子的化合物),这溶液会使氧化石墨烯纸还原为单层石墨烯。
&&& 乙氧钠裂解
&&& 一份于2008年发表的论文,描述了一种程序,能够制造达到公克数量的石墨烯。首先用钠金属还原乙醇,然后将得到的乙醇盐(ethoxide)产物裂解,经过水冲洗除去钠盐,得到黏在一起的石墨烯,再用温和声波振动(sonication)振散,即可制成公克数量的纯石墨烯。
&&& 切割碳纳米管法
&&& 切割碳纳米管也是制造石墨烯带的正在试验中的方法。其中一种方法用过锰酸钾和硫酸切开在溶液中的多层壁碳纳米管(Multi-walled carbon nanotubes)。另外一种方法使用等离子体刻蚀(plasma etching)一部分嵌入于聚合物的纳米管。
&&& 石墨的声波处理法
&&& 这方法包含分散在合适的液体介质中的石墨,然后被超声波处理。通过离心分离,非膨胀石墨最终从石墨烯中被分离。这种方法是由Hernandez等人首次提出,他得到的石墨烯浓度达到了0.01 mg/ml在N-甲基吡咯烷酮(N-methylpyrrolidone, NMP)。然后,该方法主要是被多个研究小组改善。特别是,它得到了在意大利的阿尔贝托?马里亚尼(Alberto Mariani)小组的极大改善。Mariani等人达到在NMP中的浓度为2.1mg/ml(在该溶剂中是最高的)。同一小组发表的最高的石墨烯的浓度是在已报告的迄今在任何液体中的和通过任意的方法得到的。一个例子是使用合适的离子化液体作为分散介质用于石墨剥离;在此培养基中获得了非常高的浓度为5.33mg/ml。
&&& 近期的一些应用
&&& 基于石墨烯的柔性显示器(Flexible Display 可挠式显示器)[3]
&&& 剑桥石墨烯中心(Cambridge Graphene Centre, CGC)和Plastic Logic公司日前宣称首次将石墨烯(graphene)应用到基于晶体管的柔性设备中,此举将开启实现完全可穿戴及柔性设备的机会。
&&& 这两个组织之间的合作伙伴关系让剑桥石墨中心(CGC)在石墨烯领域的专业知识可与Plastic Logic为柔性电子产品所早已开发完成的晶体管和显示处理制程可以相互结合。此一原型产品是第一个可以说明这样的伙伴关系将如何加快石墨烯商业开发的例子,为将更多石墨烯和类石墨烯(graphene-like)材料应用到柔性电子的发展迈出了第一步。
&&& 该原型是一主动式矩阵电泳显示器(active-matrix electrophoretic display),与现今电子阅读器使用的屏幕类似,但它是由可挠式塑料制成,而不是玻璃。与传统的显示器相比,该显示器的像素电子器件,或背板(backplane),包括了一溶液处理过的(solution-processed)石墨烯电极,它取代了Plastic Logic公司传统设备中的溅镀金属电极层,同时对产品和制程都带了好处。
&&& 石墨烯比像是氧化铟锡(ITO)的传统陶瓷式替代方案具有更佳的柔性,也比金属膜具有更佳的透通性。这种超柔性的(ultra-flexible)石墨烯层让许多产品得以实现,包括可折叠的电子产品。石墨烯也可用溶液来处理,从而带来了采用更高效印刷及卷对卷(roll-to-roll)制造方法所具有的固有优势。
&&& 每英寸有150个像素的背板是以Plastic Logic的有机薄膜晶体管(OTFT)技术在低温下制成的。石墨烯电极在溶液中沈积,随后再以微米尺度特征做出图样(pattern),然后完成背板。
&&& 对于此一原型而言,背板结合了电泳成像薄膜,可开发具有超低功率和耐用性佳的显示器。未来的展示可能会将液晶显示器(LCD)和有机发光二极管(OLED)技术纳入,以实现全彩色和视频的功能。轻巧可挠的主动式矩阵背板可用来感测,而新颖的数字医疗成像和手势识别应用已经在开发中了。
&&& 剑桥石墨烯中心主任Andrea Ferrari教授解释说:“ 我们很高兴看到我们与Plastic Logic公司的合作,获得第一个利用在其像素电子中的石墨烯所做成的基于石墨烯之电泳显示器之结果。对实现完全可穿戴且灵活的设备而言,这是很重要的一步。此一成果巩固了剑桥石墨烯技术的群集,并展示了在协助将石墨烯从实验室带进到工厂的发展方面,有效的产学合作在其中所所扮演的关键性角色。”
&&& Plastic Logic公司的CEO Indro Mukerjee说:“石墨烯的潜力是众所周知的,但工业的制程工程现在要求要将石墨烯从实验室带进到产业界,这次的展示彰显出Plastic Logic在此一发展趋势的领先地位,而此一发展趋势将很快就可以实现新一代的超可挠式,或甚至是可折迭的电子产品。”
&&& 此一计划是由Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC)及EUs Graphene Flagship所共同资助的。
&&& 为观察大脑活动提供更佳视野的透明传感器[3]
&&& 在美国国防部高级研究计划局(DARPA)的可靠神经接口技术(Reliable Neural-Interface Technology ,RE-NET)计划的支助下,一组由美国威斯康星大学麦迪逊分校研究人员所组成的团队已开发出一种“看不见的(invisible)”植入式医疗传感器数组,这种数组将不会阻碍对大脑活动的观察。
&&& 根据最近一篇刊载在Phys.org上的文章指出,“神经信号的电气监控和刺激是研究脑功能的一种唯一可以依靠的技术,而使用光子(photons)而非电子的新兴光学技术为神经网络结构的可视化及大脑功能的探索,开启了新的契机。电气和光学技术具有明显的互补优势,如果两者一起使用,将可对在高分辨率情况下的大脑研究,提供深远的效益。然而,要将这些技术结合起来,却是一件极具挑战性的工作,因为传统金属电极技术太厚(&500奈米),让光无法穿透,使它们无法与许多光学方法兼容。”
&&& 威斯康星大学麦迪逊分校生物医学工程和神经外科教授Justin Williams表示: “神经植入技术的一个圣杯是我们很想有一种植入式装置,而它不会与任何传统的影像诊断产生干扰。传统的植入技术看起来像是点的正方形,你看不到在它下面的任何东西。我们想做出一种透明的电子器件。”
&&& 传统的金属电极的技术(左上)会阻碍神经组织的视野。由DARPA的RE-NET计划所资助开发的新的石墨烯传感器技术是可以导电的,且只有4个原子厚,比目前的薄数百倍(上中)。这种极薄的厚度使几乎所有的光可以穿越很宽范围的波长。放置在一块与组织形状相符的柔性塑料里衬上之传感器(下方)是概念验证工具的一部分,它展示出了更小、更具透光性的触点,且可同时使用电气和光学方法来对神经组织进行测量与刺激(右上)。数据源:DARPA。
&&& 由于石墨烯的弹性和柔软性,以及其良好的导电性能,让它被选来当作新传感器的材料。且它对生物系统也是无毒的。威斯康星大学麦迪逊分校电气和计算器工程教授Zhenqiang (Jack) Ma指出,对材料的要求是要够薄且够坚固,才能在体内的环境下存活。放置在一块与组织(底部)形状相符的柔性塑料里衬上之石墨烯,“可在透明度、强度和导电率之间取得最佳的平衡” 。这款石墨烯传感器只有4个原子厚,这种极薄的厚度使几乎所有的光可以穿越很宽范围的波长,从紫外线到深红外线(deep infrared)。
&&& DARPA的项目经理Doug Weber 表示,“这项技术展示出了将大脑中神经网络活动可视化和量化的潜在突破能力。同时以大范围及快速的速度对电活动进行测量,并提供神经元网络解剖的直接可视化和调变的这种能力,可对大脑结构和功能之间的关系提供前所未见的洞察力,更重要的是,可以观察到这些关系是如何随着时间而发展,或受到损伤或疾病的困扰。”
&&& 该技术的应用包括神经系统、心脏监护,甚至是隐形眼镜(contact lens)。威斯康星大学麦迪逊分校的团队在与伊利诺伊州芝加哥大学的研究人员合作的情况下,便开发出了一款隐形眼镜的原型,这款原型包括了几十个看不见的传感器,可以用来检测视网膜受损的情况。伊利诺伊州芝加哥大学也在开发一种青光眼早期诊断的方法。
&&& 神经疾病与中风研究所的神经工程计划总监Kip Ludwig表示,另一个透明传感器可为其带来效益的应用领域是神经调节治疗,有愈来愈多的医生会使用神经调节治疗来对高血压、癫痫与帕金森氏病病患进行控制症状、恢复功能及舒缓病痛。他说:“尽管在这些疾病的神经调节临床试验上可以见到显著的改善,但我们对这些疗法是如何运作,及我们对改善现有或寻找新治疗方法的能力,仍处于早期的阶段。”
&&& Ludwig补充指出,对于直接观察身体如何产生电信号,以及它如何对外部产生的电信号产生反应,研究人员目前的能力是有限的。他说: “透明的电极(clear electrode)与进步的光遗传学和光电压技术的结合,将可使研究人员将那些生物机制隔离开来。这种基础性的知识可对现有神经调节治疗的大幅改善和找出新的治疗方法,产生催化的作用。”
&&& 引用资料:
&&& 1、维基百科
&&& 2、果壳网 魏郎尔 《石墨烯的时代,还没有到来》
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